[发明专利]基于马尔可夫蒙特卡罗方法的LDPC译码器构造方法

权利要求书

1.基于马尔可夫蒙特卡罗方法的LDPC译码器构造方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：通过生成矩阵G、接收信号y和事先给定的最大迭代次数max构造LDPC的MCMC译码算法；所述构造LDPC的MCMC译码算法具体包括以下步骤：

S1.1：通过硬判决结果初始化二进制信息向量x，得到初始化后的二进制信息向量x⁽⁰⁾；

S1.2：设置第一迭代计数器的总次数为max，令第一迭代计数器迭代变量j＝1；

S1.3：设置第二迭代计数器的总次数为K，令第二迭代计数器迭代变量i＝1；K为二进制信息向量x的长度；

S1.4：按照式(1)-(3)进行计算：

其中，x_i表示二进制信息向量x的第i个比特，x^i＝0表示二进制信息向量x的第i个比特为0，x^i＝1表示二进制信息向量x的第i个比特为1，σ表示信号在空间传播过程中加入的高斯白噪声的标准差，L_i表示x_i的对数似然比，P(x_i＝0)表示x_i为0的概率，r是0-1间均匀分布的随机数；

S1.5：令i＝i+1，并返回至步骤S1.4，直至迭代到预设次数K为止，获得第j次的迭代结果x^(j)，然后进入下一步操作；

S1.6：令j＝j+1，并返回至步骤S1.3，直至迭代到预设次数max为止，则第max次的迭代结果x^(max)为发射信息的估计；

S2：在LDPC的MCMC译码算法的基础上构造LDPC的MCMC-S译码算法；所述构造LDPC的MCMC-S译码算法具体包括以下步骤：

S2.1：通过硬判决结果初始化二进制信息向量x，得到初始化后的二进制信息向量x⁽⁰⁾；

S2.2：设置第一迭代计数器的总次数为K，令第一迭代计数器迭代变量i＝1；

S2.3：按照式(4)进行计算：

式(4)中，表示将二进制信息向量x的第i个比特翻转后的结果，d_i是对翻转后结果的一种度量，用于得到对x中比特的更新顺序；

S2.4：令i＝i+1，并返回至步骤S2.3，直至迭代到预设次数K为止，然后进入下一步操作；

S2.5：对得到的d_i(i＝1,2,...,K)按升序排序，将排序结果存储在向量s中，以此作为后续更新比特的顺序；s中的第p个元素s_p存储的是在d_i升序中排第p位的元素的下标；

S2.6：设置第二迭代计数器的总次数为max，令第二迭代计数器迭代变量j＝1；

S2.7：设置第三迭代计数器的总次数为K，令第三迭代计数器迭代变量p＝1；

S2.8：按照式(5)-(8)进行计算：

其中，N表示接收信号y的长度，σ_*表示对信道中加入噪声的标准差修正后的结果，表示经过修正后的对数似然比，表示二进制信息向量x的第s_p个比特，表示为0的概率，r是0-1间均匀分布的随机数；

S2.9：令p＝p+1，并返回至步骤S2.8，直至迭代到预设次数K为止，获得第j次的迭代结果x^(j)，然后进入下一步操作；

S2.10：令j＝j+1，并返回至步骤S2.7，直至迭代到预设次数max为止，则第max次的迭代结果x^(max)为发射信息的估计；

S3：通过生成矩阵G、接收信号y和事先给定的扩展路径数L构造LDPC的MCMC-L译码算法；构造LDPC的MCMC-L译码算法具体包括以下步骤：

S3.1：用全零向量初始化x₁＝x₂＝...＝x_L；其中，x_u为第u条路径上的二进制信息向量，1≤u≤L，L为事先给定的扩展路径数；

S3.2：设置第一迭代计数器的总次数为K，令第一迭代计数器迭代变量i＝1；

S3.3：设置第二迭代计数器的总次数为L，令第二迭代计数器迭代变量p＝1；

S3.4：按照式(9)赋值：

式(9)中，表示将向量x_p的第i个比特翻转后的结果，x_p表示第p条路径上的二进制信息向量，x_L+p表示第L+p条路径上的二进制信息向量；

S3.5：设置第三迭代计数器的总次数为2L，令第三迭代计数器迭代变量j＝1；

S3.6：按照式(10)进行计算：

d_j'＝||y-Gx_j||₂² (10)

式(10)中，d_j'是对各路径上的二进制信息向量的一种度量，用于得到最终需要保留的路径；x_j表示第j条路径上的二进制信息向量；

S3.7：对得到的d_j'(i＝1,2,...,K)按升序排序，将排序结果存储在向量s中，用于得到最终需要保留的L条路径；

S3.8：令j＝j+1，并返回至步骤S3.6，直至迭代到预设次数2L为止，然后进入下一步操作；

S3.9：按照式(11)赋值：

式(11)中，表示第s_p条路径上的二进制信息向量；

S3.10：令p＝p+1，并返回至步骤S3.4，直至迭代到预设次数L为止，然后进入下一步操作；

S3.11：令i＝i+1，并返回至步骤S2.3，直至迭代到预设次数K为止，则第1条路径上的二进制信息向量x₁为发射信息的估计。

2.根据权利要求1所述的基于马尔可夫蒙特卡罗方法的LDPC译码器构造方法，其特征在于：所述LDPC译码器的传输公式为：

y＝Gx+n (12)

式(12)中，向量n∈C^N是每一项服从均值为0、方差为σ²的加性高斯白噪声，x是K×1维的二进制信息向量，y是N×1维的接收向量，N表示码长，K表示信息比特长度。