一种低信噪比环境下的LDPC-Hadamard混合编解码方法

allin2025-05-04  31


本公开涉及信道编码,尤其涉及一种低信噪比环境下的ldpc-hadamard混合编解码方法。


背景技术:

1、在现代通信系统中,特别是在高噪声环境如深空通信、地下通信或城市高干扰区域中,确保数据传输的可靠性是极为重要的挑战。为了提升信号在这些条件下的传输效率和可靠性,信道编码技术发挥了关键作用。通过在传输的信息中引入额外的冗余数据,信道编码技术使得即使在数据受到干扰或部分丢失的情况下,接收端也能恢复原始信息。

2、低密度奇偶校验码(low-density parity-check,ldpc)是一种基于校验矩阵的纠错码,因其高效的纠错能力得到广泛应用。其中,ldpc码的主要优势在于其稀疏的校验矩阵结构,该校验矩阵结构允许使用迭代的信令传播算法进行译码,从而在实现高错误纠正性能的同时保持较低的计算复杂度。然而,ldpc码在构造过程中容易形成小环路,这种小环路在译码过程中可能导致错误信息的循环传播,特别是在低信噪比环境下,其性能会受到显著影响。

3、因此,有必要提供一种新的技术方案改善上述方案中存在的一个或者多个问题。

4、需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现思路

1、本公开实施例的目的在于提供一种低信噪比环境下的ldpc-hadamard混合编解码方法,可以减少小环路的数量,避免错误信息的循环传播。

2、根据本公开实施例,提供一种低信噪比环境下的ldpc-hadamard混合编解码方法,包括:

3、构造原模图的基础矩阵,并对所述原模图的基础矩阵进行校验节点分裂处理,得到原模图ldpc码;

4、将所述原模图ldpc码中的spc校验节点替换为hadamard码,得到ldpc-hadamard码;

5、在发送端,利用所述ldpc-hadamard码对发送信息序列进行编码,得到对应的发送码字;

6、接收端从信道收到对应的接收码字;

7、在接收端,利用ldpc-hadamard码对所述接收码字进行译码,得到对应的接收序列信息。

8、本公开的一示例性实施例中,所述构造原模图的基础矩阵,包括以下步骤:

9、根据矩阵的维度参数和约束条件构建基础矩阵的集合;

10、根据迭代译码门限值和最小距离比对集合中的基础矩阵进行筛选处理,获取满足筛选标准的基础矩阵。

11、本公开的一示例性实施例中,所述对所述原模图的基础矩阵进行校验节点分裂处理,得到原模图ldpc码,包括以下步骤:

12、将所述原模图的每个校验节点进行分裂得到对应的两个子校验节点;

13、将原模图中的与分裂前的校验节点连接的所有边分别与分裂后对应的两个子校验节点相连接;

14、将所述两个子校验节点与对应的变量节点连接,得到所述原模图ldpc码。

15、本公开的一示例性实施例中,所述矩阵的维度参数包括矩阵行数和矩阵列数,所述约束条件包括行重和/或列重。

16、本公开的一示例性实施例中,所述利用ldpc-hadamard码对所述接收码字进行译码,得到对应的接收序列信息,包括以下步骤:

17、初始化参数;

18、执行译码迭代过程,在每次译码迭代时,对要被译码的译码进行判决,并根据判决结果判断译码是否正确,如果正确,则退出迭代,否则继续进行迭代。

19、本公开的一示例性实施例中,当执行译码迭代过程时,利用动态调整迭代次数译码算法优化迭代次数,包括以下步骤:

20、设定误差阈值;

21、在每次迭代后,根据输入比特和输出比特计算当前迭代的误差值;

22、将所述误差值与所述误差阈值进行比较,如果所述误差值小于所述误差阈值,则停止迭代,否则继续下一轮迭代。

23、本公开的一示例性实施例中,所述利用动态调整迭代次数译码算法优化迭代次数,还包括以下步骤:

24、设定误差率阈值;

25、在迭代次数不少于两次的情况下,在每次迭代后,根据当前迭代的误差值和上一次迭代的误差值计算误差率;

26、当所述误差值不小于所述误差阈值且所述误差率小于所述误差率阈值时,停止迭代。

27、本公开的一示例性实施例中,所述译码迭代过程包括以下步骤:

28、更新所述ldpc-hadamard码的校验节点信息;

29、基于更新后的校验节点信息更新所述ldpc-hadamard码的变量节点信息;

30、基于更新后的变量节点信息获得所述变量节点对应的后验概率信息;

31、基于所述后验概率信息,对所述要被译码的译码进行判决。

32、本公开的一示例性实施例中,所述更新所述ldpc-hadamard码的校验节点信息的步骤中,包括以下步骤:

33、利用app译码算法计算变量节点的后验概率对数似然比;

34、根据所述后验概率对数似然比得到所述变量节点传向所述校验节点的信息,以更新所述校验节点信息。

35、本公开的一示例性实施例中,所述执行译码迭代过程之前,还包括设置最大迭代次数;

36、其中,在所述译码迭代过程中,若译码正确或者达到最大迭代次数,则停止迭代,否则继续迭代。

37、本公开提供的技术方案可以包括以下有益效果:

38、本公开的实施例中,通过构造原模图的基础矩阵,并对原模图的基础矩阵进行校验节点分裂处理,得到原模图ldpc码,还通过将原模图ldpc码中的spc校验节点替换为hadamard码,以得到ldpc-hadamard码,进而利用ldpc-hadamard码对发送信息序列进行编码,上述基于原模图生成原模图ldpc码,可以减少小环路的数量,避免错误信息的循环传播,且本实施例所构造出的ldpc-hadamard码利用了ldpc码的高效纠错能力和hadamard码的抗噪特性,有利于在低信噪比环境下降低误码率。

39、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。



技术特征:

1.一种低信噪比环境下的ldpc-hadamard混合编解码方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的低信噪比环境下的ldpc-hadamard混合编解码方法,其特征在于,所述构造原模图的基础矩阵,包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的低信噪比环境下的ldpc-hadamard混合编解码方法,其特征在于,所述对所述原模图的基础矩阵进行校验节点分裂处理,得到原模图ldpc码,包括以下步骤:

4.根据权利要求2所述的低信噪比环境下的ldpc-hadamard混合编解码方法,其特征在于,所述矩阵的维度参数包括矩阵行数和矩阵列数,所述约束条件包括行重和/或列重。

5.根据权利要求1所述的低信噪比环境下的ldpc-hadamard混合编解码方法,其特征在于,所述利用ldpc-hadamard码对所述接收码字进行译码,得到对应的接收序列信息,包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的低信噪比环境下的ldpc-hadamard混合编解码方法,其特征在于,当执行译码迭代过程时,利用动态调整迭代次数译码算法优化迭代次数,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的低信噪比环境下的ldpc-hadamard混合编解码方法,其特征在于,所述利用动态调整迭代次数译码算法优化迭代次数,还包括以下步骤:

8.根据权利要求5所述的低信噪比环境下的ldpc-hadamard混合编解码方法,其特征在于,所述译码迭代过程包括以下步骤:

9.根据权利要求8所述的低信噪比环境下的ldpc-hadamard混合编解码方法,其特征在于,所述更新所述ldpc-hadamard码的校验节点信息的步骤中,包括以下步骤:

10.根据权利要求8所述的低信噪比环境下的ldpc-hadamard混合编解码方法,其特征在于,所述执行译码迭代过程之前,还包括设置最大迭代次数;


技术总结
本公开实施例是关于一种低信噪比环境下的LDPC‑Hadamard混合编解码方法,包括以下步骤:构造原模图的基础矩阵,并对所述原模图的基础矩阵进行校验节点分裂处理,得到原模图LDPC码;将所述原模图LDPC码中的SPC校验节点替换为Hadamard码,得到LDPC‑Hadamard码;在发送端,利用所述LDPC‑Hadamard码对发送信息序列进行编码,得到对应的发送码字;接收端从信道收到对应的接收码字;在接收端,利用LDPC‑Hadamard码对所述接收码字进行译码,得到对应的接收序列信息。本公开实施例基于原模图生成原模图LDPC码,可以减少小环路的数量,避免错误信息的循环传播,并利用了LDPC码的高效纠错能力和Hadamard码的抗噪特性,有利于在低信噪比环境下降低误码率。

技术研发人员:巩译,李泽浩,田露,徐湛
受保护的技术使用者:北京信息科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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