高误码率下LDPC稀疏校验矩阵重建

吴昭军; 张立民; 钟兆根; 刘仁鑫

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2021009

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高误码率下LDPC稀疏校验矩阵重建

学术论文 | 更新时间：2024-06-05

- 高误码率下LDPC稀疏校验矩阵重建
- Reconstruction of sparse check matrix for LDPC at high bit error rate
- 通信学报 2021年42卷第3期页码：1-10
- 作者机构：
  
  1. 海军航空大学航空作战勤务学院，山东烟台264001
  2. 海军航空大学航空基础学院，山东烟台264001
- 作者简介：
  
  [ "吴昭军（1992- ），男，四川遂宁人，海军航空大学博士生，主要研究方向为信道编码盲识别。" ]
  [ "张立民（1966- ），男，辽宁开原人，博士，海军航空大学教授，主要研究方向为卫星信号处理及应用。" ]
  [ "钟兆根（1984- ），男，江西南昌人，博士，海军航空大学副教授，主要研究方向为通信信号盲分离与统计信号处理。" ]
  [ "刘仁鑫（1995- ），男，山东临沂人，海军航空大学硕士生，主要研究方向为信道编码盲识别。" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(91538201);泰山学者工程专项基金资助(ts201511020);信息系统安全技术重点实验室基金资助项目(6142111190404)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2021009
  中图分类号： TN911.7
- 网络出版日期：2021-03，
  
  纸质出版日期：2021-03-25
- 稿件说明：
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吴昭军, 张立民, 钟兆根, 等. 高误码率下LDPC稀疏校验矩阵重建[J]. 通信学报, 2021,42(3):1-10.

Zhaojun WU, Limin ZHANG, Zhaogen ZHONG, et al. Reconstruction of sparse check matrix for LDPC at high bit error rate[J]. Journal on communications, 2021, 42(3): 1-10.
吴昭军, 张立民, 钟兆根, 等. 高误码率下LDPC稀疏校验矩阵重建[J]. 通信学报, 2021,42(3):1-10. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2021009.

Zhaojun WU, Limin ZHANG, Zhaogen ZHONG, et al. Reconstruction of sparse check matrix for LDPC at high bit error rate[J]. Journal on communications, 2021, 42(3): 1-10. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2021009.

摘要

针对LDPC重建问题，提出了一种可直接重建LDPC稀疏校验矩阵的算法。首先，根据传统重建算法原理，详细分析了传统重建算法存在的缺陷以及缺陷存在的原因；其次，基于LDPC稀疏矩阵的特性，通过多次随机抽取码字中部分比特序列进行高斯消元，同时为了可靠实现抽取的比特序列能包含校验节点，基于一次抽取包含校验节点的概率，确定多次随机抽取的次数；最后，在误码条件下，基于疑似校验向量关系成立的统计特性和最小错误判决准则，实现稀疏校验向量的判定。仿真结果表明，所提算法在误码率为0.001的条件下，针对目前IEEE 802.11协议中大部分LDPC的重建率能达到95%以上，且噪声稳健性优于传统的重建算法，同时所提重建算法不仅不再需要对校验矩阵稀疏化处理，而且对于双对角线与非双对角线形式的校验矩阵都具有较好的通用性。

Abstract

In order to reconstruct the sparse check matrix of LDPC

a new algorithm which could directly reconstruct the LDPC was proposed.Firstly

according to the principle of the traditional reconstruction algorithm

the defects of the traditional algorithm and the reasons for the defects were analyzed in detail.Secondly

based on the characteristics of sparse matrix

some bit sequences in code words were randomly extracted for Gaussian elimination.At the same time

in order to reliably realize that the extracted bits sequence could contain parity check nodes

the multiple random variables were determined based on the probability of containing check nodes in one extraction.Finally

the statistical characteristics of LDPC under the suspected check vector was analyzed.Based on the minimum error decision rule

the sparse check vector was determined.The simulation results show that the rate of reconstruction of most LDPC in IEEE 802.11 protocol can reach more than 95% at BER of 0.001

and the noise robustness of the proposed method is better than that of the traditional algorithm.At the same time

the new algorithm not only does not need sparseness of parity check matrix

but also has the good performance for both diagonal and non-diagonal check matrix.

关键词

Keywords

references

吴昭军 , 张立民 , 钟兆根 , 等 . 基于平均余弦符合度下的本原 BCH码盲识别 [J ] . 通信学报 , 2020 , 41 ( 1 ): 15 - 24 .

WU Z J , ZHANG L M , ZHONG Z G , et al . Blind recognition of primitive BCH code based on average cosine conformity [J ] . Journal on Communications , 2020 , 41 ( 1 ): 15 - 24 .

刘杰 , 张立民 , 钟兆根 . 基于二元域等效的 RS 码编码参数盲识别 [J ] . 电子学报 , 2018 , 46 ( 12 ): 2888 - 2895 .

LIU J , ZHANG L M , ZHONG Z G . Blind parameter identification of RS code based on binary field equivalence [J ] . Acta Electronica Sinica , 2018 , 46 ( 12 ): 2888 - 2895 .

于沛东 , 彭华 , 巩克现 , 等 . 基于最小二乘代价函数的卷积码盲识别方法 [J ] . 电子学报 , 2018 , 46 ( 7 ): 1545 - 1552 .

YU P D , PENG H , GONG K X , et al . Blind recognition of convolutional codes based on least-square cost-function [J ] . Acta Electronica Sinica , 2018 , 46 ( 7 ): 1545 - 1552 .

钟兆根 , 吴昭军 , 张立民 , 等 . 基于对数符合度下的RSC码识别 [J ] . 通信学报 , 2018 , 39 ( 10 ): 79 - 86 .

ZHONG Z G , WU Z J , ZHANG L M , et al . Blind recognition of RSC based on logarithmic conformity [J ] . Journal on Communications , 2018 , 39 ( 10 ): 79 - 86 .

吴昭军 , 张立民 , 钟兆根 . 基于最大序列相关性的 Turbo 码交织器识别 [J ] . 航空学报 , 2019 , 40 ( 6 ): 262 - 273 .

WU Z J , ZHANG L M , ZHONG Z G . Blind recognition of interleaver for Turbo codes based on maximum sequence correlation [J ] . Acta Aeronautica et Astronautica Sinica , 2019 , 40 ( 6 ): 262 - 273 .

陈泽亮 , 李静 , 彭华 , 等 . 利用Gibbs采样进行优化的Turbo码交织器识别 [J ] . 电子学报 , 2018 , 46 ( 1 ): 15 - 23 .

CHEN Z L , LI J , PENG H , et al . An optimization method using gibbs sampler for turbo-code interleaver identification [J ] . Acta Electronica Sinica , 2018 , 46 ( 1 ): 15 - 23 .

刘骏 , 李静 , 于沛东 . 一种Turbo码随机交织器的迭代估计方法 [J ] . 通信学报 , 2015 , 36 ( 6 ): 201 - 206 .

LIU J , LI J , YU P D . Iterative estimation method for random interleaver of Turbo codes [J ] . Journal on Communications , 2015 , 36 ( 6 ): 201 - 206 .

刘杰 , 张立民 , 占超 . 基于矩阵分析的线性分组码盲识别 [J ] . 系统工程与电子技术 , 2017 , 39 ( 2 ): 404 - 409 .

LIU J , ZHANG L M , ZHAN C . Blind recognition of linear block codes based on matrix analysis [J ] . Systems Engineering and Electronics , 2017 , 39 ( 2 ): 404 - 409 .

姚智刚 , 解辉 , 韩壮志 , 等 . 基于分段 Walsh-hadamard 变换的卷积码盲重构算法 [J ] . 电子与信息学报 , 2019 , 41 ( 9 ): 2047 - 2054 .

YAO Z G , XIE H , HAN Z Z , et al . Blind reconstruction of convolutional code based on partitioned Walsh-Hadamard transform [J ] . Journal of Electronics ＆ Information Technology , 2019 , 41 ( 9 ): 2047 - 2054 .

XIA T , WU H C . Novel blind identification of LDPC codes using average LLR of syndrome a posteriori probability [J ] . IEEE Transactions on Signal Processing , 2014 , 62 ( 3 ): 632 - 640 .

XIA T , WU H C . Blind identification of nonbinary LDPC codes using average LLR of syndrome a posteriori probability [J ] . IEEE Communications Letters , 2013 , 17 ( 7 ): 1301 - 1304 .

包昕 , 王达 , 刘婉月 . 利用软解调序列的LDPC码闭集识别方法 [J ] . 电讯技术 , 2015 , 55 ( 1 ): 55 - 60 .

BAO X , WANG D , LIU W Y . A finite set recognition algorithm of LDPC coding by using soft-demodulation sequence [J ] . Telecommunication Engineering , 2015 , 55 ( 1 ): 55 - 60 .

WU Z J , ZHANG L M , ZHONG Z G , et al . Blind recognition of LDPC codes over candidate set [J ] . IEEE Communications Letters , 2020 , 24 ( 1 ): 11 - 14 .

包昕 , 周磊砢 , 何可 , 等 . 误码条件下的LDPC码盲识别算法 [J ] . 西安电子科技大学学报 , 2015 , 49 ( 12 ): 53 - 58 .

BAO X , ZHOU L K , HE K , et al . A recognition algorithm for LDPC codes in a noisy environment [J ] . Journal of Xi’an Jiaotong University , 2015 , 49 ( 12 ): 53 - 58 .

包昕 , 周磊砢 , 何可 , 等 . LDPC 码稀疏校验矩阵的重建方法 [J ] . 电子科技大学学报 , 2016 , 45 ( 2 ): 191 - 196 .

BAO X , ZHOU L K , HE K , et al . A method of restructuring LDPC parity-check matrix [J ] . Journal of University of Electronic Science and Technology of China , 2016 , 45 ( 2 ): 191 - 196 .

于沛东 , 彭华 , 巩克现 , 等 . 基于寻找小重量码字算法的 LDPC 码开集识别 [J ] . 通信学报 , 2017 , 38 ( 6 ): 108 - 117 .

YU P D , PENG H , GONG K X , et al . LDPC code reconstruction based on algorithm of finding low weight code-words [J ] . Journal on Communications , 2017 , 38 ( 6 ): 108 - 117 .

CANTEAUT A , CHABAUD F . A new algorithm for finding minimum-weight words in a linear code:application to primitive narrow-sense BCH codes of length 511 [J ] . IEEE Transactions on Information Theory , 1998 , 44 ( 1 ): 367 - 378 .

陈泽亮 , 彭华 , 巩克现 , 等 . 误码条件下LDPC码参数的盲估计 [J ] . 电子学报 , 2018 , 46 ( 3 ): 652 - 658 .

CHEN Z L , PENG H , GONG K X , et al . A method for blind recognition of LDPC codes in a noisy environment [J ] . Acta Electronica Sinica , 2018 , 46 ( 3 ): 652 - 658 .

刘玉君 . 信道编码（第三版） [M ] . 郑州 : 河南科学技术出版社 , 2006 .

LIU Y J . Channel codes (the third edition) [M ] . Zhengzhou : Henan Science and Technology Press , 2006 .

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