[发明专利]LDPC调制系统的联合迭代接收机线性优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LDPC调制系统的联合迭代接收机线性优化方法，属于编码调制技术领域。

背景技术

各种通信系统中，传输比特受信道随机噪声的影响而产生随机错误。理论和实践证明，通过引入冗余度来提供传输可靠性的纠错编码方法是一类行之有效的手段。而近年来引入的Turbo码和低密度校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码是至今发现的纠错能力最强的编码方案之一。相比于Turbo码而言，LDPC码的设计更为灵活，LDPC码解码算法的全并行结构使得设计高吞吐率的LDPC解码器更容易。因此，未来通信系统中有关信道编码的标准化大都选用LDPC码。

由于LDPC码的灵活性和有效性，基于LDPC码的编码调制系统正成为一个重要的研究方向。比特交织编码调制(BICM)通过将纠错编码、比特级的交织器和高阶调制串行级联起来，能够有效增进编码调制的时间分集效果，提高通信系统的带宽和功率效率，是移动通信中的关键技术之一。

为了进一步提高BICM系统在AWGN和衰落信道下的性能，文献[Li Xiaodong,Chindapol A.,and Ritcey J.A..“Bit-interleaved coded modulation with iterative decoding and 8PSK signaling”.IEEE Trans.on Commu.,Aug.2002,50(8):1250-1257.]提出了BICM系统的迭代解调/解码算法，即将解调器和译码器看作是两个独立的单元，在两个单元之间交换软信息进行迭代解调/解码。针对LDPC编码的BICM系统，Brink进而提出了一种新的联合迭代解调/解码算法[Brink S.ten,Kramer G.,and Ashikhmin A..“Design of low-density parity-check codes for modulation and detection.”IEEE Trans.on Communications,2004,52(4):670-678]，将解调器和LDPC码的变量节点译码器看作一个单元，而把LDPC码的校验节点译码器看作另一个单元，两者之间交换软信息进行迭代解调解码。类似的LDPC-BICM系统的联合迭代接收算法可参见文献[Nana Y,Sharon E,and Litsyn S.“Improved decoding of LDPC coded modulations.”IEEE Trans.on Communications Letters,2006,10(5):375-377]。仿真表明，对于LDPC码编码调制系统，这种联合解调/解码一体化的算法不仅计算复杂度低于传统的解调/解码算法，且性能也优于传统算法。

在LDPC编码的BICM系统的迭代解调/解码接收机中，BP迭代对于初始信道信息非常敏感，而实际系统中为了减小计算复杂度多采用次优的解调算法，比如Max-LogMAP解调算法，导致其输出的比特LLR值不能反映出对应比特子信道的真实条件转移概率。文献[A.Martinez,A.G.Fabregas,G.Caire,and F.M.J.Willems,“Bit interleaved coded modulation revisited:A mismatched decoding perspective,”IEEE Trans.Inform.Theory,vol.55,pp.2756–2765,Jun.2009]把这种软解调器称之为是不匹配的BICM接收机，即其对应输出的LLR和比特信道转移概率是不匹配的。如果直接将该不匹配的LLR作为信道先验信息传递给下级信道解码器，会造成解码器的解码性能劣化，尤其对于对初始迭代信息异常敏感的BP解码器更是如此。因此有必要对软解调器的不匹配输出LLR值进行优化后再进行联合迭代解调/解码。