[发明专利]基于预测-修正原对偶内点法的LDPC码的LP译码器

说明书

技术领域

本发明涉及一种LDPC码线性规划译码的译码器，属于移动通信信道编码技术领域。

背景技术

高可靠性传输一直是移动通信的目标，而移动衰落信道环境恶劣，长突发错误的产生降低了通信质量，因此有必要采用信道编码方案对传输数据进行冗余保护。低密度奇偶校验(LDPC，Low-Density Parity-Check)码是一种性能非常接近香农(shannon)极限的信道编码方案，具有很强的纠错抗干扰能力。除了置信传播(BP，Blief Popagation)译码算法外，LDPC码还可以使用线性规划(LP，Linear Programming)算法进行译码。尽管LP译码的性能并不优于BP译码，但LP译码码字具有最大似然(ML，Maximun Likelihood)验证性，即不管LP译码输出什么码字，可保证其一定是ML码字；并且LP译码器比BP译码器更易于分析性能。

LP译码算法是通过把ML译码问题松弛成LP问题，通过解这个LP问题而获得最大似然码字。对于LDPC码字，LP问题中的约束式的数量随着码长的增加而呈指数级增加，因此研究解大型LP问题的算法变得不可或缺。

解大型LP问题的一系列算法起源于Dantzig于1949年提出的单纯形(simplex)法，但该系列算法的时间复杂性是非多项式的，在最坏的情况下，算法的迭代次数将随问题维数的增加而呈指数级增加。Karmarkar提出的现代内点算法是一类多项式时间复杂性算法，对于解大型LP问题，不仅比单纯形法更有效，并且计算更简单。其中，预测-修正原对偶内点(PCPDIP，Predictor-Corrector Primal-dual Interior-point)算法是目前求解大型LP问题的最具潜力的一种内点法，该算法收敛迅速，鲁棒性强，对初值的选择不敏感。

目前，LDPC码的BP译码器不易于分析性能，特别是在Tanner图出现循环的时候，而采用单纯形算法等其他算法的LP译码器收敛速度慢，需要较多次迭代。

发明内容

本发明针对现有LDPC码译码器存在的不足，提供一种具有良好收敛特性和ML验证特性的基于预测-修正原对偶内点法的LDPC码的LP译码器。

本发明的基于预测-修正原对偶内点法的LDPC码的LP译码器采用以下技术解决方案：

该线性规划译码器，包括线性规划松弛模块、判断模块、迭代方向计算模块、变量更新模块和输出模块，各模块间是串行结构；线性规划松弛模块将低密度奇偶校验(LDPC)码的最大似然(ML)译码问题松弛成线性规划(LP)问题，随后导出LP问题的库恩一图克(KKT：Karush-Kuhn-Tucker)方程，并且对各个变量进行初始化或者宏定义；在判断模块内先计算迭代误差，接着判断迭代误差是否小于误差容忍度并且判断当前迭代次数是否大于最大迭代次数，用以确定下一步进入哪个模块；迭代方向计算模块用于计算迭代方向；变量更新模块依次完成确定迭代步长和利用迭代步长、迭代方向更新当前变量值的功能，最后将结果反馈给判断模块用以重新判断；输出模块将所求的解进行规整，输出需要的码字。

本发明利用PCPDIP算法来解LDPC码的松弛LP译码问题，不仅收敛更快，达到同样的误码性能需要的迭代次数少，而且较BP译码器更易于分析性能，特别是在Tanner图出现循环的时候。

附图说明

图1是本发明线性规划译码器的模块结构示意图。

图2是本发明线性规划译码器的译码器的工作流程图。

图3是本发明线性规划译码器的LDPC码译码问题的松弛过程示意图。

图4是本发明线性规划译码器的计算迭代方向模块的工作流程图。

具体实施方式