基于算術(shù)碼與低密度奇偶校驗(yàn)碼的迭代聯(lián)合信源信道譯碼方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種基于算術(shù)碼與低密度奇偶校驗(yàn)碼的迭代聯(lián)合信源信道譯碼方法。信源符號(hào)序列sh經(jīng)AC編碼器后得到編碼序列bh，D個(gè)編碼序列bh經(jīng)并串轉(zhuǎn)換器后得到LDPC編碼器的輸入信息序列b，b通過LDPC編碼器后形成碼字序列x，x經(jīng)BPSK調(diào)制后送入到AWGN信道，接收序列r輸入到LDPC譯碼器和Chase?SISO AC譯碼器組成的閉環(huán)中進(jìn)行迭代譯碼，若干次迭代后LDPC譯碼器輸出譯碼序列經(jīng)串并轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換得到序列通過AC譯碼器后得到譯碼符號(hào)序列本發(fā)明將無損壓縮效率非常高的AC與抗差錯(cuò)能力非常強(qiáng)的LDPC碼相結(jié)合，使得系統(tǒng)的有效性和可靠性都很高，同時(shí)采用IJSCD方法，在保證有效性的情況下，進(jìn)一步的提高可靠性。
【專利說明】
基于算術(shù)碼與低密度奇偶校驗(yàn)碼的迭代聯(lián)合信源信道譚碼 方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及的是一種無線通信系統(tǒng)中的聯(lián)合信源信道譯碼方法，具體地說是一種 基于算術(shù)碼與低密度奇偶校驗(yàn)碼的迭代聯(lián)合信源信道譯碼方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 信源編碼和信道編碼是通信系統(tǒng)不可或缺的兩部分，信源編碼的目的是去除信源 冗余提高通信的有效性，信道編碼的目的是添加冗余提高通信的可靠性。傳統(tǒng)的接收機(jī)結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)中通常將信源譯碼和信道譯碼分離考慮，沒有充分地利用信源信息。聯(lián)合信源信道 譯碼(Joint Source Channel Decoding,JSCD)方法將信源和信道整體考慮，使信源信息得 W充分利用，在保證有效性的前提下，可進(jìn)一步提高可靠性。
[0003] 算術(shù)碼(Arithmetic Coding,AC)是一種壓縮效率比Huffman碼更高的無損信源編 碼，它將要編碼的符號(hào)序列整體映射為一個(gè)碼字，引入了小數(shù)編碼的思想，可無限接近理論 壓縮比的上限，已廣泛應(yīng)用于圖像、視頻等多種壓縮標(biāo)準(zhǔn)中。低密度奇偶校驗(yàn)碼化OW-density化;rity-check，LDPC)是一類可與化Ao碼相媳美的信道編碼方案，其譯碼性能可 接近化annon限，于2003年被歐洲新一代數(shù)字衛(wèi)星廣播標(biāo)準(zhǔn)(DVB-S2)所采納。因此，算術(shù)碼 與LDPC碼的聯(lián)合具有廣闊的應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值，JSCD方法能在保證有效性的基礎(chǔ)上，提 高抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)通信的可靠性要求。
[0004] 隨著I'urbo迭代譯碼思想的提出，軟輸入軟輸出（Soft-input Soft-output ,SISO) 譯碼算法得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。為了實(shí)現(xiàn)信源信道的聯(lián)合譯碼，基于SISO算法的 信源譯碼器結(jié)構(gòu)被提出，該信源譯碼器結(jié)合信源先驗(yàn)信息和信道信息，采用相關(guān)算法得到 軟信息，并將其傳遞給信道譯碼器。當(dāng)前多媒體數(shù)字傳輸已成為通信業(yè)務(wù)的主流，其傳輸?shù)?數(shù)據(jù)量十分龐大且面臨復(fù)雜多變的信道環(huán)境，對(duì)通信系統(tǒng)的有效性和可靠性提出了更高的 要求。若將聯(lián)合信源信道譯碼技術(shù)應(yīng)用于多媒體通信系統(tǒng)中，可在保證數(shù)據(jù)高效傳輸?shù)耐?時(shí)提高系統(tǒng)的可靠性。
[0005] 2007年，M.Grangetto等人在雜志《I邸E Transactions on Image Processing》上 發(fā)表題為('Iterative decodin邑 of seri曰Ily cone曰ten曰ted 曰rithmetic 曰nd ch曰nnel codes with JPEG 2000applications"-文，提出了一種基于算術(shù)碼與系統(tǒng)卷積碼的迭代 聯(lián)合信源信道譯碼（Iterative Joint Source化annel Decoding, IJSCD)方法，該方法在 算術(shù)編碼器中添加禁用符號(hào)來增加算術(shù)碼的檢錯(cuò)能力，AC-SISO譯碼器利用BCJR(Bahl Cocke Jelinek Raviv)算法來計(jì)算信息位的后驗(yàn)概率，并將其傳遞給卷積碼譯碼器，同時(shí) 卷積碼譯碼器將其得到的外信息傳遞給AC-SISO譯碼器，通過多次迭代最終完成譯碼。但該 方法的不足之處是損失了算術(shù)碼的部分壓縮效率，計(jì)算量大，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度高。
[0006] 2008年，逢玉葉在其博±學(xué)位論文"基于算術(shù)碼的聯(lián)合信源信道編解碼研究"中提 出了一種自適應(yīng)的基于算術(shù)碼與系統(tǒng)卷積碼的IJSCD方法，該方法根據(jù)信道條件的好壞自 適應(yīng)的調(diào)節(jié)BCJR算法的譯碼節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，相較于M. Grangetto等人所提的IJSCD方法計(jì)算量 有所下降，但當(dāng)信息位長(zhǎng)度較大時(shí)，該方法的運(yùn)算量依然非常龐大，不易實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種在保證有效性的同時(shí)可W進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性， 并且運(yùn)算量較小，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較低的基于算術(shù)碼與低密度奇偶校驗(yàn)碼的迭代聯(lián)合信源信道 譯碼方法。
[000引本發(fā)明的目的是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：
[0009] 信源符號(hào)序列sh經(jīng)AC編碼器1后得到編碼序列bh，D個(gè)編碼序列護(hù)經(jīng)并串轉(zhuǎn)換器2后 得到LDPC編碼器3的輸入信息序列b，b通過LDPC編碼器3后形成碼字序列x，x經(jīng)BPSK調(diào)制后 送入到AWGN信道4,接收序列r輸入到LDPC譯碼器5和化ase-SISO AC譯碼器6組成的閉環(huán)中 進(jìn)行迭代譯碼，若干次迭代后LDPC譯碼器5輸出譯碼序列b，6經(jīng)串并轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換得到序列 心'，6*通過AC譯碼器8后得到譯碼符號(hào)序列。
[0010] 所述接收序列r輸入到LDPC譯碼器5和化ase-SISO AC譯碼器6組成的閉環(huán)中進(jìn)行 迭代譯碼具體包括:設(shè)置化ase-SISO AC譯碼器6反饋給LDPC譯碼器5的初始值為"0"，解調(diào) 器根據(jù)信道信息r得到發(fā)送序列的后驗(yàn)概率，并將其傳遞給LDPC譯碼器5,隨后進(jìn)行第一次 迭代聯(lián)合譯碼過程;所述第一次迭代聯(lián)合譯碼過程包括:LDPC譯碼器5采用化R-BP算法輸出 譯碼序列i及軟信息Qi，所述譯碼序列i及軟信息Qi傳遞給化ase-SISO AC譯碼器6,^ase-SISO AC譯碼器6根據(jù)序列i和軟信息Qi運(yùn)用化ase-type算法得到新的軟信息Wi,并將新的 軟信息Wi反饋給LDPC譯碼器5完成第一次迭代聯(lián)合譯碼。
[0011] 所述若干次迭代是按照與第一次迭代聯(lián)合譯碼過程相同的方法繼續(xù)完成第二次、 第S次........第N次迭代，直至達(dá)到最大外迭代次數(shù)或HiT =0。
[0012] 本發(fā)明的基于算術(shù)碼(AC)與低密度奇偶校驗(yàn)化DPC)碼的迭代聯(lián)合信源信道譯碼 (IJSCD)方法，在由AC編碼器1、并串轉(zhuǎn)換器(P/S)2、LDPC編碼器3、AWGN信道4、LDPC譯碼器5、 基于Chase-type算法的AC軟輸入軟輸出（Chase-SISO AC)譯碼器6、串并轉(zhuǎn)換器（S/P)7W及 AC譯碼器8構(gòu)成的系統(tǒng)中完成。信源符號(hào)序列sh經(jīng)AC編碼器1后得到編碼序列bh，D個(gè)編碼序 列bh經(jīng)并串轉(zhuǎn)換器2后得到LDPC編碼器3的輸入信息序列b，b通過LDPC編碼器3后形成碼字 序列x，x經(jīng)BPSK調(diào)制后送入到AWGN信道4,接收序列r輸入到LDPC譯碼器5和化ase-SISO AC 譯碼器6組成的閉環(huán)中進(jìn)行迭代譯碼，若干次迭代后LDPC譯碼器5輸出譯碼序列b，6經(jīng)串并 轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換得到序列!V'，IV'通過AC譯碼器8后得到譯碼符號(hào)序列r。本發(fā)明的主要特點(diǎn)在 于：
[0013] (I)LDPC譯碼器5和化ase-SISO AC譯碼器6組成一個(gè)基于SISO算法迭代處理閉環(huán)， 設(shè)置化ase-SISO AC譯碼器6反饋給LDPC譯碼器5的初始值為"0"。解調(diào)器根據(jù)信道信息r得 到發(fā)送序列的后驗(yàn)概率，并將其傳遞給LDPC譯碼器5,隨后進(jìn)行第一次迭代聯(lián)合譯碼過程， 即LDPC譯碼器5采用LLR-BP算法輸出譯碼序列S及軟信息qi，該序列和軟信息傳遞給化ase-SISO AC譯碼器6 ,Chase-SISO AC譯碼器6根據(jù)序列i和可信度Qi運(yùn)用化ase-type算法得到 軟信息Wi，并將其反饋給LDPC譯碼器5。至此，完成第一次迭代聯(lián)合譯碼，依照此方法繼續(xù)完 液窠二狄、窠三狄........第N次迭代，直至達(dá)到最大外迭代次數(shù)或HiT二0。
[0014] (2)LDPC譯碼器5和化ase-SISO AC譯碼器6構(gòu)成的一個(gè)基于SISO算法迭代處理閉 環(huán)，通過迭代機(jī)制使信道譯碼器與信源譯碼器互相交換與傳遞軟信息，充分利用信源信息 與信道信息。
[00巧](3)AC譯碼器6中低復(fù)雜度的Chase-type算法的引入與應(yīng)用。
[0016] 本發(fā)明采用一種低復(fù)雜度的化ase-type算法來實(shí)現(xiàn)算術(shù)碼的SISO結(jié)構(gòu)，并將算術(shù) 碼與LDP邱馬進(jìn)行迭代聯(lián)合譯碼，提高系統(tǒng)可靠性的同時(shí)兼顧了實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于：
[0018] 考慮到基于BCJR算法的AC-SISO譯碼器的實(shí)現(xiàn)是W犧牲AC編碼效率為代價(jià)，因此 本發(fā)明采用化ase-type算法來設(shè)計(jì)AC-SISO譯碼器。運(yùn)用化ase-type算法無需在信源集中 添加禁用符號(hào)，且對(duì)AC的編碼效率沒有影響。
[0019] 針對(duì)基于BCJR算法的AC-SISO譯碼器的運(yùn)算量大和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度高的問題，本發(fā)明 采用的Oiase-type算法可有效降低AC-SISO譯碼器的計(jì)算量?；贑hase-type算法的AC-SISO譯碼器只在〇 = 2>-般取6)個(gè)候選序列中選出滿足如下條件的序列作為譯碼序列：
[0020] 1)譯碼符號(hào)序列的長(zhǎng)度等于信源符號(hào)序列長(zhǎng)度；
[0021] 2)具有最大后驗(yàn)概率。
[0022] 由于譯碼過程沒有較多的乘法運(yùn)算，且運(yùn)算量只與選擇可信度最低的比特?cái)?shù)a有 關(guān)，與序列的長(zhǎng)度無關(guān)。因此基于化ase-type算法的AC-SISO譯碼器具有較低的運(yùn)算量，易 于實(shí)現(xiàn)。
[0023] 本發(fā)明將目前無損壓縮效率非常高的AC與抗差錯(cuò)能力非常強(qiáng)的LDPC碼相結(jié)合，使 得系統(tǒng)的有效性和可靠性都很高，同時(shí)采用IJSCD方法，可在保證有效性的情況下，進(jìn)一步 的提高系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
[0024] 圖1為與本發(fā)明所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)框圖；
[0025] 圖2為與本發(fā)明所對(duì)應(yīng)的AC與LDP邱馬迭代聯(lián)合譯碼過程中的消息傳遞示意圖；
[0026] 圖3為與本發(fā)明所對(duì)應(yīng)的AC與LDP邱馬迭代聯(lián)合譯碼的誤比特率曲線；
[0027] 圖4為與本發(fā)明所對(duì)應(yīng)的AC與LDP邱馬迭代聯(lián)合譯碼的丟包率曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0029] 圖1為與本發(fā)明相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)框圖，該系統(tǒng)由AC編碼器1、并串轉(zhuǎn)換器(P/S)2、LDPC 編碼器3、AWGN信道4、LDPC譯碼器5、基于化ase-type算法的AC軟輸入軟輸出（化ase-SISO AC)譯碼器6、串并轉(zhuǎn)換器(S/P)7W及AC譯碼器8構(gòu)成。圖1中各模塊定義如下：
[0030] 1為算術(shù)碼編碼器；
[0031] 2為并串轉(zhuǎn)換器(P/S);
[0032] 3為L(zhǎng)DPC碼編碼器；
[0033] 4為加性高斯白噪聲(Additive 怖ite Gaussian Noise,AWGN)信道；
[0034] 5為L(zhǎng)DPC譯碼器；
[0035] 6為采用Chase-type算法的AC-SISO譯碼器；
[0036] 7為串并轉(zhuǎn)換器(S/P)，作用與模塊2相反；
[0037] 8為算術(shù)碼譯碼器。
[0038] 為了便于描述，圖1中的各符號(hào)定義如下：
[0039] sh[L]:信源輸入的長(zhǎng)度為L(zhǎng)的符號(hào)序列，1卽卽，D表示并行輸入到AC編碼器1的 符號(hào)序列的個(gè)數(shù)；
[0040] 護(hù)比h] :AC編碼器1輸出的長(zhǎng)度為kh的碼字序列；
[0041] b比]:并串轉(zhuǎn)換器2輸出的長(zhǎng)度為K的碼字序列；
[0042] x[N]:LDPC編碼器3輸出的長(zhǎng)度為N的碼字序列；
[00創(chuàng) r[N]: AWGN信道4輸出的長(zhǎng)度為N的序列；
[0044] q比]:LDPC譯碼器5輸出的長(zhǎng)度為K的序列；
[0045] qh比h]:串并轉(zhuǎn)換器7輸出的長(zhǎng)度為kh的序列.
[0046] wh比h]:Chase-SISO AC譯碼器6輸出的長(zhǎng)度為kh的序列；
[0047] W比]:并串轉(zhuǎn)換器2輸出且送入LDPC譯碼器5的長(zhǎng)度為K的序列；
[004引經(jīng)行若干次迭代后，LDPC譯碼器5輸出的長(zhǎng)度為K的譯碼序列；
[0049] 心'[占 J : [欠]經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換器7后輸出的長(zhǎng)度為kh的序列.
[0050] s" [。:AC譯碼器8輸出的長(zhǎng)度為L(zhǎng)的譯碼符號(hào)序列。
[(K)引]結(jié)合圖1，待發(fā)送的符號(hào)序列sh經(jīng)AC編碼盤1得哥I長(zhǎng)底為kh的編碼序列bh，D個(gè)6? 過并串轉(zhuǎn)換器2轉(zhuǎn)換后得到長(zhǎng)度為K信息序列b，即
LDPC碼的信息位長(zhǎng)度為r， 如果K<r，為了保證LDPC碼有效編碼，則在序列b后面補(bǔ)齊若干個(gè)"0"或"r。6通過LDPC編 碼器3后形成碼字序列x，x經(jīng)BPSK調(diào)制后送入到AWGN信道4,接收序列r輸入到LDPC譯碼器5 和化ase-SISO AC譯碼器6組成的閉環(huán)中進(jìn)行迭代譯碼，若干次迭代后LDPC譯碼器5輸出譯 碼序列6，6經(jīng)串并轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換得到序列6*通過AC譯碼器8后得到譯碼符號(hào)序列滬。
[0052] 結(jié)合圖2,圖2為AC與LDPC碼迭代過程中的消息傳遞示意圖，圖2中各符號(hào)的定義如 下：
[0053] vj(l y <M):LDPC碼的第j個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)；
[0054] ci(l y卽）：LDPC碼的第i個(gè)變量節(jié)點(diǎn)；
[0055] Lu:第j個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)專遞給第i個(gè)變量節(jié)點(diǎn)Cl的消息；
[0化6] qi:第i個(gè)變量節(jié)點(diǎn)Cl傳遞給化ase-SISO AC譯碼器6的軟信息；
[0化7] Wi:化ase-SISO AC譯碼器6傳遞給第i個(gè)變量節(jié)點(diǎn)Cl的軟信息；
[0058] Li:第i個(gè)變量節(jié)點(diǎn)Cl傳遞給第j個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)V北勺消息。
[0059] 由于LDPC碼編碼生成的校驗(yàn)位不含有任何信源信息，因此變量節(jié)點(diǎn)Cl只將信息位 的消息傳遞給化ase-SISO AC譯碼器6,即Qi滿足1含i含K;同理，Ci滿足1含i <K。
[0060] LDPC譯碼器接收到信道信息序列r=(ri，n，...，rN)后開始譯碼，譯碼過程如下：
[0061] 1)初始化變量節(jié)點(diǎn)Cl傳遞給與其連接的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)Vj的信息：
[0062]
等式（1)
[0063] 其中，S2為高斯白噪聲的均方差，Wi的初始值為0;
[0064] 2)計(jì)算校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)專給與其連接的變量節(jié)點(diǎn)Cl的信息，且ieC(j)，C( j)表示所有 同校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)Vj連接的變量節(jié)點(diǎn)的集合：
[00化]
等式（2)
[0066] 其中，C(j)\i表示除變量節(jié)點(diǎn)CiW外所有同校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)Vj連接的變量節(jié)點(diǎn)的集合，t 為L(zhǎng)DPC譯碼迭代次數(shù)，稱為聯(lián)合譯碼的內(nèi)迭代次數(shù)；
[0067] 3)計(jì)算變量節(jié)點(diǎn)Cl傳給與其連接的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)Vj的信息，且jeV(i)，V(i)表示所有 同變量書占。;宙巧的防胳書占的集合：
[006引
等式（3)
[0069] 其中，V(i)\j表示除校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)VjW外所有同變量節(jié)點(diǎn)Cl連接的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的集合；
[0070] 4)計(jì)算全部變量節(jié)點(diǎn)的硬判決信息：
[0071]
等式（4):
[0072] 若巧則譯碼序列X的第i個(gè)碼字4 = 0,否則馬=Lldpc碼的校驗(yàn)矩陣為H，如 果
，則AC與LDPC的迭代聯(lián)合譯碼結(jié)束;如果
縣沒有達(dá)到最大內(nèi)迭代次數(shù)，貝U 返回步驟2)繼續(xù)譯碼；如果
且已達(dá)到最大內(nèi)迭代次數(shù)，貝化DPC譯碼器將譯碼序列1 及其可信度Qi = TiW作為外信息傳遞給化ase-SISO譯碼器。
[0073] 譯碼序列義及其可信度qi經(jīng)S/P7轉(zhuǎn)換后得到D個(gè)長(zhǎng)度為kh的譯碼序列必及其對(duì)應(yīng) 的可信度序列qh，化ase-SISO AC譯碼器6對(duì)運(yùn)D個(gè)序列對(duì)(iA，qA)進(jìn)行譯碼，譯碼過程如下：
[0074] 1)根據(jù)qh確定序列中可信度最低的a個(gè)比特的位置；
[00對(duì) 2)生成第1個(gè)測(cè)試向量€ =磚，4，...，<,)，1</^^0，其中9 = 2。;*1遍歷了只允許在可 信度最低的a個(gè)比特對(duì)應(yīng)的位置出現(xiàn)"1"，在其余位置出現(xiàn)"0"且最大碼重不超過a的所有二 進(jìn)制序列；
[0076] 3)生成第i個(gè)測(cè)試序列Z'=位杳…，或），，其中
@表示模2和，yk是譯碼序列SA的第k個(gè)硬判決比特；
[0077] 4)利用標(biāo)準(zhǔn)的算術(shù)譯碼器對(duì)Q個(gè)測(cè)試序列Zi進(jìn)行譯碼，如果序列Zi譯碼得到的符號(hào) 序列長(zhǎng)度等于L，將該序列添加到集合r中，否則將序列Zi舍棄；
[007引 5)計(jì)算集合r中序列zi對(duì)應(yīng)的最大后驗(yàn)概率(Maximum a Posteriori ,MAP):
[0079]
等式巧）
[0080] 其中，/二切，乂）為序列zi經(jīng)BPSK調(diào)制得到的序列，si為序列zi經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)的算術(shù) 譯碼得到的符號(hào)序列，P(Si)表示符號(hào)序列Si出現(xiàn)的先驗(yàn)概率；
[0081] 6)計(jì)算序列對(duì)巧\qA)輸出的外信息wh:
[0082]
等式（6)
[0083] 其中，護(hù)=(6怎…為,巧集合r中具有最大MAP值對(duì)應(yīng)的序列，J為集合r中序列 的個(gè)數(shù)，O為實(shí)驗(yàn)值，E為a個(gè)可信度最小的比特在序列批中對(duì)應(yīng)的位置。
[0084] 7)D個(gè)序列對(duì)巧\qA)經(jīng)化ase-SISO AC譯碼器6譯碼得到D個(gè)外信息序列wh，再經(jīng)P/ S2轉(zhuǎn)換后得到傳遞給變量節(jié)點(diǎn)的信息W。若已達(dá)到最大的外迭代次數(shù)，譯碼結(jié)束；否則返回 到LDPC譯碼器繼續(xù)譯碼。
[0085] 本實(shí)施方式的基于AC與LDPC的IJSCD方法，在保證系統(tǒng)有效性的前提下，可進(jìn)一步 提高其可靠性，而且該方法運(yùn)算量小，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低。主要特征如下：
[0086] 1)AC編碼器1采用二進(jìn)制自適應(yīng)算術(shù)編碼，編碼前信源符號(hào)的概率設(shè)為等概分布， 編碼初始區(qū)間為[0,0XFFFF)，采用跟隨比特法進(jìn)行編碼；
[0087] 2)LDPC編碼器3采用系統(tǒng)LDPC碼，校驗(yàn)矩陣采用邊沿密度構(gòu)造(PEG)法，編碼采用 近似下=角矩陣編碼方法；
[0088] 3)LDPC譯碼器5采用基于數(shù)域的似然比置信傳播化Og-Iikel;Lhood-rate based Belief Propagation,LLR-BP)算法；
[0089] 4)Qiase-SIS0 AC譯碼器6義用Qiase-type算法。
[0090] W概率分布為0.9和0.1的二進(jìn)制獨(dú)立無記憶信源為例，產(chǎn)生的符號(hào)序列sh的長(zhǎng)度 為110，49個(gè)并聯(lián)輸入的符號(hào)序sh組成一個(gè)數(shù)據(jù)包;LDPC碼校驗(yàn)矩陣?yán)眠呇孛芏确ㄟM(jìn)行構(gòu) 造，碼長(zhǎng)為3000,碼率為0.876,變量節(jié)點(diǎn)的平均度為5,校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的平均度為37.58,0的最佳 取值為1，采用BPSK調(diào)制，在AWGN信道下基于AC與LDPC碼的分離信源信道譯碼（Separate Source Qiannel Decoding,SSCD)和IJSCD的誤比特率（Bit Error Rate,B?。┣€和丟包 率(Packet terror Rate ,P?。┣€如附圖3和圖4所不，其中a表不AC-SISO譯碼時(shí)選擇的可 信度最低的比特?cái)?shù)，e表示LDPC譯碼內(nèi)迭代次數(shù)，e表示外迭代次數(shù)。
[0091] 從圖3可W看出，基于AC與LDPC碼的IJSCD方法的誤比特率較SSCD方法要小，說明 IJSCD方法的譯碼性能更好，可靠性更高。對(duì)于IJSCD方法，在0和e-定的情況下，當(dāng)a = 6時(shí) 其性能較Q = 4提高了約0.1 dB;在a和￡一定的情況下，當(dāng)0 = 50時(shí)其性能較0 = 20明顯更好； 在a和0-定的情況下，當(dāng)e = 7時(shí)其性能較e = 5有略微改善。由此可得，a的值越大，內(nèi)迭代和 外迭代的次數(shù)越多，基于AC與LDPC碼的IJSCD方法的譯碼性能就越好。當(dāng)a = 6，0 = 5〇，e = 5 時(shí)，IJSCD方法較SSCD可獲得約0.2地的增益。同樣由圖4可知，采用IJSCD方法可獲得比SSCD 方法更低的丟包率，提高了通信的可靠性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于算術(shù)碼與低密度奇偶校驗(yàn)碼的迭代聯(lián)合信源信道譯碼方法，其特征是:信 源符號(hào)序列sh經(jīng)AC編碼器（1)后得到編碼序列bh，D個(gè)編碼序列護(hù)經(jīng)并串轉(zhuǎn)換器(2)后得到 LDPC編碼器(3)的輸入信息序列b，b通過LDPC編碼器(3)后形成碼字序列x，x經(jīng)BPSK調(diào)制后 送入到AWGN信道(4)，接收序列r輸入到LDPC譯碼器(5)和化ase-SISO AC譯碼器(6)組成的 閉環(huán)中進(jìn)行迭代譯碼，若干次迭代后LDPC譯碼器(5)輸出譯碼序列b，6經(jīng)串并轉(zhuǎn)換器(7)轉(zhuǎn) 換得到序列弘，護(hù)通過AC譯碼器(8)后得到譯碼符號(hào)序列2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于算術(shù)碼與低密度奇偶校驗(yàn)碼的迭代聯(lián)合信源信道譯碼方 法，其特征是所述接收序列r輸入到LDPC譯碼器(5)和化ase-SISO AC譯碼器(6)組成的閉環(huán) 中進(jìn)行迭代譯碼具體包括:設(shè)置化ase-SISO AC譯碼器(6)反饋給LDPC譯碼器(5)的初始值 為"0"，解調(diào)器根據(jù)信道信息r得到發(fā)送序列的后驗(yàn)概率，并將其傳遞給LDPC譯碼器(5)，隨 后進(jìn)行第一次迭代聯(lián)合譯碼過程;所述第一次迭代聯(lián)合譯碼過程包括:LDPC譯碼器(5)采用 化R-BP算法輸出譯碼序列i及軟信息qi，所述譯碼序列&及軟信息qi傳遞給化ase-SISO AC 譯碼器(6)，化ase-SISO AC譯碼器(6)根據(jù)序列免和軟信息qi運(yùn)用化ase-type算法得到新的 軟信息wi，并將新的軟信息wi反饋給LDPC譯碼器巧)完成第一次迭代聯(lián)合譯碼。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于算術(shù)碼與低密度奇偶校驗(yàn)碼的迭代聯(lián)合信源信道譯碼方 法，其特征是所述若干次迭代是按照與第一次迭代聯(lián)合譯碼過程相同的方法繼續(xù)完成第二 次、第Ξ次........第N次迭代，直至達(dá)到最大外迭代次數(shù)或ηΤ =:0。
【文檔編號(hào)】H03M7/40GK105846827SQ201610152971
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】薛睿, 孫巖博, 李超, 趙旦峰
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)