[发明专利]基于优化LLP-BP算法的信道译码方法

说明书

本发明得到天津自然科学基金，基金号：13JCYBJC15800的自助。

技术领域

本发明属于移动通信编译码技术领域，涉及一种LDPC码的置信传播改进译码方法。该方法主要应用于MIMO-OFDM技术中的译码。

背景技术

在不增加系统带宽或发射功率的基础上，MIMO（Multiple Input Multiple Output，多输入多输出）技术可以实现更高效、更可靠的数据传输，进一步提高系统的频谱利用率。MIMO系统的应用使得多径干扰效应有了新的价值，可以利用多径分量来对抗多径衰落。MIMO系统与传统的单天线系统相比更加适合现代无线通信系统，对其进行深入研究成为了通信领域的重要部分。

然而，MIMO技术对减少信道的频率选择性衰落却没有那么好的效果，针对该问题的解决办法主要有两种：一类是使用均衡技术；另一类是使用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）技术。近年来，OFDM技术受到了很多研究人员的关注。OFDM技术也是多载波调制 (MCM) 技术，它能把一路高速的数据流串并转换为多路的低速数据流。它还具有良好的抗衰落能力和减少相邻信道间的码间干扰问题。集合了MIMO和OFDM的通信系统，充分发挥了二者的优势，提高系统性能。

MIMO-OFDM系统不仅能够提高无线通信系统容量，更加适宜现代无线通信中多变的信道，实现高速大数据的传输；而且可以进一步改善通信系统在频率选择性衰落信道上系统性能，提高通信质量。LDPC码具有其他信道编码所不具有的优势，如译码复杂度低、设计灵活、较好的随机特性、其性能可以更加接近香农限等等。因此，将LDPC码（Low Density Parity Check Code，低密度奇偶校验码）作为MIMO-OFDM通信系统的信道编码以提高系统通信性能是现代无线通信研究领域的最佳选择。

置信传播 (BP) 算法是基于LDPC码的Tanner（校验矩阵）图结构，在迭代译码的过程中，将可靠性信息经过图的边在节点间传递，经多次迭代得出趋于稳定的值，据此做最佳译码判决。采用了BP算法的LDPC码，有了更靠近香农容限的性能。BP算法的主要思想就是信息的传递，在变量节点和校验节点间完成信息的更新，经过预设的迭代运算，实现信息在整个Tanner图中的传递。

由于进行BP译码算法的过程中存在大量的非线性运算，这就导致其算法复杂度非常高。若使用似然比来表示节点之间传递的信息，该算法被称为对数域似然比置信传播算法，简称对数域BP算法或LLR-BP算法。但是该算法译码性能依旧需要提高，此外译码复杂度较高。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种基于优化LLP-BP算法的信道译码方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明的基于优化LLP-BP算法的信道译码方法，包括以下步骤：

第一步，确定似然比信息

定义变量节点的先验概率似然比函数为：

                                                 

变量优化处理的LLR-BP算法的变量节点消息处理是在LLR-BP算法式（9）的基础上加入了一个乘性弱化相关因子

 

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明在 LLR-BP算法的基础上，通过引入一种乘性弱化相关因子，补偿在变量信息的处理过程中变量消息之间的相关性；并对LLR-BP算法的校验节点做简化，降低了LLR-BP算法的复杂度。本发明的基于优化LLP-BP算法的信道译码方法，给出了基于变量节点优化和校验节点简化的改进LLR-BP译码方法，在改进其译码性能的同时降低了译码复杂度。

附图说明

图1为函数的图形；

图2为本发明的方法与传统LLR-BP算法的性能比较图；

图3为乘性相关因子的确定曲线图；

图4为不同q值的比较曲线图。

具体实施方式