專利名稱：特定碼長(zhǎng)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼最優(yōu)設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字通信領(lǐng)域，尤其涉及一種特定碼長(zhǎng)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼最優(yōu)設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
經(jīng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)獲得的非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼，已被證實(shí)具有比Turbo碼更好的性能，是目前能夠達(dá)到最接近香農(nóng)容量限性能的前向糾錯(cuò)碼，且具有比Turbo碼低得多的運(yùn)算復(fù)雜度。然而，傳統(tǒng)的非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼優(yōu)化設(shè)計(jì)方法通常是在假定碼長(zhǎng)為無限大、且迭代譯碼無限次的情況下進(jìn)行的，因此經(jīng)優(yōu)化后獲得的最優(yōu)碼集一般要在超長(zhǎng)碼長(zhǎng)和大量迭代次數(shù)的條件下才可獲得理想的性能，而該最優(yōu)碼集對(duì)于某一具體工程應(yīng)用所要求的特定碼長(zhǎng)來說反而并不是最優(yōu)的，此外超長(zhǎng)碼長(zhǎng)和超量迭代對(duì)絕大多數(shù)工程應(yīng)用并不具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的一種特定碼長(zhǎng)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼最優(yōu)設(shè)計(jì)方法，采用成形參數(shù)和輔助成形參數(shù)來定制化所需性能特征的碼集，并可獲取在特定碼長(zhǎng)條件下的最優(yōu)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼集，實(shí)用性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)，在具體工程設(shè)計(jì)中有很好的應(yīng)用價(jià)值。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種特定碼長(zhǎng)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼最優(yōu)設(shè)計(jì)方法，該方法包含以下步驟:
步驟1、設(shè)定輔助成形參數(shù)為缺省值Znam = €)，并根據(jù)設(shè)計(jì)碼長(zhǎng)要求和所需碼集的性能特征要求，按照碼集成形設(shè)計(jì)方法，確定成形參數(shù)的最佳值； 步驟2、令#|^ = 40,在取定最佳成形參數(shù)及設(shè)計(jì)碼長(zhǎng)的條件下，逐漸增大Dvi8ia值，則所獲得的最優(yōu)碼集的性能亦隨之增加，標(biāo)記可使最優(yōu)碼集獲得最佳性能的最大值為最佳值IA1ea ；
步驟3、在已知設(shè)計(jì)碼長(zhǎng)和最佳值λ條件下，可通過微調(diào)輔助成形參數(shù)
進(jìn)一步優(yōu)化所獲得的最優(yōu)碼集性能，以獲得針對(duì)特定碼長(zhǎng)的最優(yōu)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼集。所述的碼集成形設(shè)計(jì)方法，包含以下步驟:
步驟1.1、設(shè)定最大變量節(jié)點(diǎn)度數(shù),令輔助成形參數(shù).= 40,漸進(jìn)地改變成
形參數(shù)的大小，對(duì)于成形參數(shù)的每一取值，按照碼集優(yōu)化方法，獲取對(duì)應(yīng)的最優(yōu)碼集，最優(yōu)碼集出現(xiàn)成形現(xiàn)象，根據(jù)所需的最優(yōu)碼集的誤碼平層性能要求，在碼集成形圖中選取能夠達(dá)到該誤碼平層比特誤碼率BER性能所需的最小信噪比EbZX值所對(duì)應(yīng)的值，作
權(quán)利要求
1.一種特定碼長(zhǎng)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼最優(yōu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，該方法包含以下步驟:步驟1、 設(shè)定輔助成形參數(shù)為缺省值= 40,并根據(jù)設(shè)計(jì)碼長(zhǎng)要求和所需碼集的性能特征要求，按照碼集成形設(shè)計(jì)方法，確定成形參數(shù)(辨最佳值<^,; 步驟2加麗=40,在取定最佳成形參數(shù)及設(shè)計(jì)碼長(zhǎng)的條件下，逐漸增大值，則所獲得的最優(yōu)碼集的性能亦隨之增加，標(biāo)記可使最優(yōu)碼集獲得最佳性能的最大值為最佳值Uvscra ； 步驟3、在已知設(shè)計(jì)碼長(zhǎng)和最佳值條件下，可通過微調(diào)輔助成形參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化所獲得的最優(yōu)碼集性能，以獲得針對(duì)特定碼長(zhǎng)的最優(yōu)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼集。
2.如權(quán)利要求1所述的特定碼長(zhǎng)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼最優(yōu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述的碼集成形設(shè)計(jì)方法，包含以下步驟: 步驟1.1、設(shè)定最大變量節(jié)點(diǎn)度數(shù)―》^，令輔助成形參數(shù)= 40,漸進(jìn)地改變成形參數(shù)的大小，對(duì)于成形參數(shù)每一取值，按照碼集優(yōu)化方法，獲取對(duì)應(yīng)的最優(yōu)碼集，最優(yōu)碼集出現(xiàn)成形現(xiàn)象，根據(jù)所需的最優(yōu)碼集的誤碼平層性能要求，在碼集成形圖中選取能夠達(dá)到該誤碼平層比特誤碼率BER性能所需的最小信噪比EbZX值所對(duì)應(yīng)的值，作為最佳4財(cái)值; 步驟1.2、設(shè)定Dv 值，確定成形參數(shù)后，調(diào)整輔助成形參數(shù)^^^的大小，按照碼集優(yōu)化方法，獲取對(duì)應(yīng)的最優(yōu)碼集，最優(yōu)碼集出現(xiàn)成形現(xiàn)象，根據(jù)設(shè)計(jì)性能需要微調(diào)《1_,值。
3.如權(quán)利要求2所述的特定碼長(zhǎng)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼最優(yōu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述的碼集優(yōu)化方法，包含以下步驟: 步驟1.1.1、設(shè)定初始噪聲水平為σΜ = σ，參數(shù)向量維度D= Dv_-1,隨機(jī)生成MP = 10 D個(gè)G代參數(shù)向量1Ys: 步驟1.1.2、對(duì)每一參數(shù)向量夂$,在[O,范圍內(nèi)，進(jìn)行 ’Μι2<次一維密度演進(jìn)，記錄最終均值e = mf-^K及最優(yōu)向量； 步驟1.1.3、對(duì)每一向量X ，經(jīng)突變、交叉和選擇后，生成《j + 代參數(shù)向量4115+1,并確定其中最優(yōu)向 步驟1.1.4、更新G代向量= xus+1,并根據(jù)停止判則確定跳轉(zhuǎn)步驟或結(jié)束優(yōu)化過程。
4.如權(quán)利要求3所述的特定碼長(zhǎng)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼最優(yōu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述的步驟1.1.1中，
5.如權(quán)利要求4所述的特定碼長(zhǎng)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼最優(yōu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述的步驟1.1.2中， 對(duì)于每一向量1^1，根據(jù)設(shè)計(jì)碼率丑，用公式(3) (4) (5)計(jì)算對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)度數(shù)分
6.如權(quán)利要求5所述的特定碼長(zhǎng)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼最優(yōu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述的步驟1.1.3中， 對(duì)每一向量用公式(9)生成突變向量罵，e+1: ‘ =Χ_β +F(W - U (9 ) 其中,mr4 € ■( I, 2,…，A^為不同于索引纟的4個(gè)彼此不相同的隨機(jī)索引，因子F = 0.5.’ 然后，用j/P個(gè)G代向量七《1< 和對(duì)應(yīng)的突變向量Fi,e+i，按公式(10)生成Jyp個(gè)備選參數(shù)向量
7.如權(quán)利要求6所述的特定碼長(zhǎng)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼最優(yōu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述的步驟1.1.4中，令欠i,e = ^!,5+1= I, 2-, ■■■, NP,如果最優(yōu)向量尤蛾<5 = #β ,σ+1 的均值恐^執(zhí)(？ = Xmbeit'G+l小于，則轉(zhuǎn)步驟1.1.3，否則小幅度增加^并轉(zhuǎn)到步驟1.1.2 ; 當(dāng)\增至某值時(shí)，如運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間仍無法到達(dá)，則停止，取在最高可能噪聲水平下其最終均值大于或等于@ ^勺最優(yōu)向量為全局最優(yōu)向量，其所對(duì)應(yīng)的碼集即為最優(yōu)碼集。
8.一種碼集優(yōu)化方法，其特征在于，該方法包含以下步驟: 步驟1.1.1、設(shè)定初始噪聲水平為= σ，參數(shù)向量維度D= U，隨機(jī)生成NP = 10 D個(gè)G代參數(shù)向量-: 步驟1.1.2、對(duì)每一參數(shù)向量夂i;s,在[O, 范圍內(nèi)，進(jìn)行Zmi2,次一維密度演進(jìn)，記錄最終均值e =戰(zhàn)tZmaK及最優(yōu)向量JTtaM ； 步驟1.1.3、對(duì)每一向量Xi,e,經(jīng)突變、交叉和選擇后，生成+1代參數(shù)向量Y 7+1，并確定其中最優(yōu)向量 ■^$est,G+l ； 步驟1.1.4、更新G代向量= h,并根據(jù)停止判則確定跳轉(zhuǎn)步驟或結(jié)束優(yōu)化過程。
9.一種碼集成形設(shè)計(jì)方法，其特征在于，該方法包含以下步驟: 步驟1.1、設(shè)定最大變量節(jié)點(diǎn)度數(shù)Dvsa,，令輔助成形參數(shù)= 40，漸進(jìn)地改變成形參m u的大小，對(duì)于成形參數(shù) 的每一取值，按照碼集優(yōu)化方法，獲取對(duì)應(yīng)的最優(yōu)碼集，最優(yōu)碼集出現(xiàn)成形現(xiàn)象，根據(jù)所需的最優(yōu)碼集的誤碼平層性能要求，在碼集成形圖中選取能夠達(dá)到該誤碼平層比特誤碼率BER性能所需的最小信噪比EbZX值所對(duì)應(yīng)的值，作為最佳 畫值; 步驟1.2、設(shè)定Dv5^值，確定成形參數(shù)后，調(diào)整輔助成形參數(shù)的大小，按照碼集優(yōu)化方法，獲取對(duì)應(yīng)的最優(yōu)碼集，最優(yōu)碼集出現(xiàn)成形現(xiàn)象，根據(jù)設(shè)計(jì)性能需要微調(diào)》 _,值。
全文摘要
一種特定碼長(zhǎng)非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼最優(yōu)設(shè)計(jì)方法，通過成形參數(shù)來定制化所需性能特征的非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼集，并采用一種快速高效的碼集優(yōu)化方法來搜索最優(yōu)度數(shù)分布對(duì)，從而設(shè)計(jì)出在特定碼長(zhǎng)和碼率條件下的最優(yōu)的非規(guī)則低密度奇偶校驗(yàn)碼集。本發(fā)明可定制所需性能特征的碼集，并可設(shè)計(jì)出在指定碼長(zhǎng)和碼率下能滿足該性能特征的最優(yōu)碼集。本發(fā)明實(shí)用性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)，在具體工程設(shè)計(jì)中有很好的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H03M13/11GK103236848SQ20131011887
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者左健存 申請(qǐng)人:上海第二工業(yè)大學(xué)