[发明专利]NAVDAT中基于归一化最小和算法的LDPC信道译码方法

说明书

本发明提出了一种NAVDAT中基于归一化最小和算法的LDPC信道译码方法，该方法包括如下步骤：(1)在NAVDAT接收端译码时，把信道信息的对数似然比赋值给变量节点进行初始化；(2)采用基于归一化最小和算法的译码方法对校验节点进行更新；(3)对判决信息节点的软信息概率对数似然比进行更新；(4)判断译码是否成功；(5)更新变量节点信息；本发明充分利用了具有双对角线结构的校验矩阵的母矩阵的特性，在保证译码性能的同时，采用基于归一化最小和算法的LDPC译码方法，可以非常有效地简化译码的复杂度，进一步提高译码效率，使其在实际应用中更具备优势。

技术领域

本发明涉及一种无线移动数字通信系统的译码方法，是基于归一化最小和算法的LDPC信道译码方法，复杂度低，一种应用于NAVDAT(Navigational Data、导航数据)数字通信系统中的译码方法。

背景技术

NAVDAT数字通信系统是一种新型的岸基海上通信系统，它采用最新数字传输技术，在500KHz频段播发船-岸海上安全信息和航海保障相关信息，以支持GMDSS现代化的业务。NAVDAT通过播发消息、文本、文件或图像，实现海图改正信息等航行相关安全信息的快速推送，并实现与船舶信息系统的无缝连接。该数字通信系统为各种类型的消息提供了广播传输服务，并且具有加密性，可以为从岸基到船舶的信息广播实现高速的数据传输以提高操作效率和航海安全。

数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图像跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道译码这一环节，对数码流进行相应的处理，通过使用具有优异性能的译码技术，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。

要使NAVDAT数字通信系统物理层达到可靠接收离不开高性能译码器。目前信道编译码技术的种类有很多，例如卷积码、Turbo码、交织码等等。而LDPC码是麻省理工学院Robert Gallager于1963年在博士论文中提出的一种具有稀疏校验矩阵的分组纠错码，它的性能逼近香农容量，几乎适用于所有的信道，因此成为编码界近年来的研究热点。

LDPC是一种比较新的信道编码技术，它的译码算法是一种基于稀疏矩阵的并行迭代译码算法，运算量要低于Turbo码等译码算法，并且由于结构并行的特点，在硬件实现上比较容易，因此在大容量通信应用中，LDPC码更具有优势；LDPC码的码率可以任意构造，有更大的灵活性，而Turbo码只能通过打孔来达到高码率，这样打孔图案的选择就需要十分慎重的考虑，否则会造成性能上较大的损失；LDPC码具有更低的错误平层，可以应用于有线通信、深空通信以及磁盘存储工业等对误码率要求更加苛刻的场合。LDPC的实现方法已经非常成熟，因此，在NAVDAT数字通信系统中采用LDPC编译码算法是非常可取的。

目前已有的LDPC译码算法有很多种，并且大都是在置信转播(BeliefPropagation,BP)译码算法的基础上进行的优化。包括最小和算法、归一化的最小和算法、偏置算法等等，优化后的算法结构简单，适用于实际FPGA中实现。我们采用的归一化的最小和算法，抛弃了复杂的校验节点更新的方法，而是用最小值代替，并且乘以一个补偿值，在保证译码性能的同时，使得计算复杂度大大降低，易于实际实现。

发明内容

本发明的目的是针对海岸到近海船舶信道特点，提供一种NAVDAT中基于归一化最小和算法的LDPC信道译码方法，该方法可以以较低的实现复杂度最大程度的恢复传输数据。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明公开了一种NAVDAT中基于归一化最小和算法的LDPC译码方法，具体包括如下步骤：

(1)在NAVDAT接收端译码时，把信道信息的对数似然比赋值给变量节点进行初始化：