[发明专利]基于BADMM的低密度奇偶检验码线性规划译码方法

说明书

一种基于BADMM的低密度奇偶检验码线性规划译码方法，解决了现有技术的低密度奇偶检验码译码方法译码速率慢，迭代次数多的问题。本发明实现方法的步骤：计算对数似然比值；初始化译码参数；利用布雷格曼拉格朗日公式，计算当前交替方向迭代的待译码的低密度奇偶校验码每个码元的值；利用布雷格曼拉格朗日公式，计算当前交替方向迭代的低密度奇偶校验码校验矩阵每个检验节点对应的校验向量；利用布雷格曼拉格朗日公式，计算当前交替方向迭代的低密度奇偶校验码校验矩阵每个检验节点对应的拉格朗日乘子向量；译码终止判决；译码结果输出。本发明收敛速度快，减少了迭代次数，提高了译码速率。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及信道编码技术领域中一种基于布雷格曼交替方向乘子法BADMM(Bregman Alternating Direction Method of Multipliers)的低密度奇偶检验LDPC(Low-Density Parity-Check)码线性规划译码方法。本发明可用于深空通信、光纤通信和音频广播等领域对所传递的消息进行译码。

背景技术

低密度奇偶检验LDPC(Low-Density Parity-Check)码译码方法分为两类：消息传递类方法和线性规划译码方法。消息传递类方法，如置信传播BP(Belief Propagation)，具有实现简单、译码复杂度较低等优势，但是存在易受短环影响、难以数学分析，在高信噪比区域会出现错误平层等缺点。线性规划译码方法基于凸优化理论，具有最大似然特点，便于数学分析，但是由于没有充分利用低密度奇偶检验LDPC(Low-Density Parity-Check)码校验矩阵稀疏的特点，译码复杂度较高，译码速度慢。

山东大学在其拥有的专利技术“一种应用于LDPC码的自适应线性规划译码算法”(授权公告日：2013年6月5日，授权公告号：CN 102148619B)中公开了一种自适应的低密度奇偶检验LDPC(Low-Density Parity-Check)码线性规划译码方法。该专利申请中的译码方法是，通过自适应地对当前错误解添加有效的奇偶校验，有目的的收紧线性规划的可行域范围，因此相对于传统的低密度奇偶检验LDPC(Low-Density Parity-Check)码线性规划译码，整个译码过程中所用到的奇偶校验大大减少。该方法虽然解决了低密度奇偶检验LDPC(Low-Density Parity-Check)码的线性规划译码方法译码速率低的问题，但是仍然存在的不足之处是，译码过程中需要多次对标准线性规划求解，计算量大，复杂度高，不利于硬件实现。

Barman等人在其发表的论文“Decomposition methods for large scale LPdecoding”(IEEE International Conference on Data Engineering,Hannover,2011:253-260.)中提出了一种基于交替方向乘子法ADMM(Alternating Direction Method ofMultiplier)的低密度奇偶检验LDPC(Low-Density Parity-Check)码线性规划译码方法。该方法通过对低密度奇偶检验LDPC(Low-Density Parity-Check)码建立线性规划模型，再通过交替方向乘子法ADMM(Alternating Direction Method of Multiplier)对待译码的码元和校验节点对应的向量进行交替方向迭代求解，使译码效率相对于利用标准线性规划求解的译码方法大大提高。但是，该方法仍然存在的不足之处是：当前交替方向迭代的待译码码元的值没有利用上次交替方向迭代的待译码码元的值，并且，当前交替方向迭代的低密度奇偶校验码校验矩阵中检验节点对应的校验向量没有利用上次交替方向迭代的低密度奇偶校验码校验矩阵中检验节点对应的校验向量，需要进行多次迭代才能达到收敛条件，导致译码速度慢，译码效率不高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于布雷格曼交替方向乘子法BADMM的低密度奇偶检验码线性规划译码方法，可实现低密度奇偶检验码线性规划译码方法的快速收敛，减少译码迭代次数，提高译码速率。