CN116192338B - 一种ldpc码的快速盲识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LDPC码的快速盲识别方法,包括:获取包含所有校验矩阵的备选集;计算终止阈值以及对应假设;接收备选集中与检测器对应的校验矩阵相应码长的LDPC码编码数据流;计算平均似然差的累加对数似然比;比较累加对数似然比与终止阈值,得到检测器接受的假设:根据所有检测器的检测结果进行识别。本发明应用于编码的盲识别领域,有效利用了数据的序贯接收特性,可根据预期错误检测概率自动调整接收序列的长度,实现任意所需的识别性能,而且提升了LDPC码的盲识别速度,使接收机具备了发现系统中未知编码的能力,可有效缓解现有技术在低信噪比时需要的接收序列过长、以及无法发现系统中出现的未知编码的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信系统中编码的盲识别技术领域,具体是一种LDPC码的快速盲识别方法。
背景技术
在实际的通信系统中,码字往往以序列的形式被连续传输,而且在一段时间之内,码字序列所使用的编码器可能不会改变。也就是说,接收机收到一段连续且由同一个编码器生成的码字序列是可能的。而如果接收机能够充分利用整个码字序列的所有信息,则可以大幅度提升对编码的正确识别概率。
在实际的识别过程中,有可能出现码字序列的长度还没有达到根据预期错误检测概率计算得到的长度时,其实际错误检测概率就已经比预期更小的情况。因此,可以在接收码字的过程中不断地检测并计算其错误概率,一旦错误概率达到或者低于预期,就立即停止检测。这种边接收边检测的方法被称为序贯检测。
利用多个检测器即可实现对编码的盲识别,如何通过合理地选择码字序列的长度以尽可能快地使正确识别概率达到预期,是一个需要解决的问题。
系统中的未知码是指接收序列使用的编码方案并不存在于接收机维护的备选集中,这可能是发送机更新了编码器方案,也可能是系统中出现了新的发送机,该发送机使用了系统中原本不存在的编码。无论如何,这都意味着整个系统已经发生了改变,接收机需要及时更新备选集。现有的盲识别方法通常是从备选集中寻找可能性最大的校验矩阵作为检测结果,由于其总是从备选集中找到一个与接收序列所使用的编码方案“最相似”的校验矩阵,所以无法发现系统中的未知码。
发明内容
针对上述现有技术中的不足,本发明提供一种LDPC码的快速盲识别方法,该方法可以应用于卫星、深空、光纤、无线、5G等通信领域,在不需要控制信道的情况下可以从接收数据中快速恢复系统所使用的LDPC码,保证足够高的正确识别概率,并且能够发现系统中的未知码,可有效缓解现有技术在低信噪比时需要的接收序列过长、以及无法发现系统中出现的未知编码的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种LDPC码的快速盲识别方法,包括如下步骤:
步骤2,计算终止阈值,具体为:
在其中一个实施例,步骤6中,根据所述检测器的检测结果进行识别,具体为:
在其中一个实施例,所述LDPC码编码数据流为:
式中,表示接收到的LDPC码编码流个数,/>表示平均似然差,/>表示编码数据流与检测器对应校验矩阵存在校验关系时,/>所服从分布的理论方差;/>表示编码数据流与检测器对应校验矩阵不存在校验关系时,/>所服从分布的理论方差,/>表示编码数据流与检测器对应校验矩阵存在校验关系时,/>所服从分布的理论均值。
与现有技术相比,本发明具有如下有益技术效果:
本发明提供的LDPC码的快速盲识别方法,有效地利用了数据的序贯接收特性,可以根据预期错误检测概率自动调整接收序列的长度,从而实现任意所需的识别性能;并且,本发明提供的LDPC码的快速盲识别方法可以发现系统中的未知码。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例中LDPC码的快速盲识别的总体流程图;
图2为本发明实施例中平均似然差描述的信道示意图;
图3为本发明实施例中LDPC码的快速盲识别的详细流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1所示为本实施例公开的一种LDPC码的快速盲识别方法,其主要包括如下步骤1至步骤6。
检测器所需的序列长度的期望可表示为:
步骤6,重复步骤3至步骤5直到备选集中所有的LDPC码校验矩阵均完成检测,并根据所有检测器的检测结果进行识别,当备选集/>中所有的LDPC码校验矩阵均完成检测后,所有检测器的检测结果可以分为以下三种情况:
当备选集中存在接收序列的编码方案时,则有:
当备选集中不存在接收序列的编码方案时,则有:
而其余所有极限为0;
参考图3,本实施例中LDPC码的快速盲识别方法在具体应用过程中包括如下几个阶段:
准备阶段:将系统中可能出现的LDPC码的LDPC码校验矩阵加入备选集,并设定预期错误检测概率/>,由预期错误检测概率可以计算得到两个终止阈值/>和/>,之后定义一个全零向量/>,其长度为检测器的个数/>。
检测器:接收对应LDPC码校验矩阵相应码长的LDPC码编码数据流,计算平均似然差的累加对数似然比,并根据累加对数似然比与终止阈值的大小判断是否需要继续检测;如果累加对数似然比不高于终止阈值,则停止检测;如果累加对数似然比不小于终止阈值/>,则停止检测并将向量/>对应位置置1;如果累加对数似然比在两个终止阈值/>和/>之间,则继续检测。
判定阶段:当所有检测器都停止检测以后,判断向量的1-范数/>;如果,则说明有多个检测器认为其对应的LDPC码校验矩阵与接收的编码数据流存在校验关系,这种情况在预期错误检测概率足够低时出现的概率很低,此时只需要重新检测即可;如果/>,则说明没有检测器认为其对应的LDPC码校验矩阵与接收的编码数据流存在校验关系,此时编码数据流极有可能使用了未知的编码,即系统中存在未知码;如果,则说明有且仅有一个检测器认为其对应的LDPC码校验矩阵与接收的编码数据流存在校验关系,该检测器对应的LDPC码校验矩阵,即向量/>的非零元所在位置,可以被判定为盲识别结果。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。
实施例一
为了更好地描述本发明对于LDPC码的快速盲识别方法的识别性能的提升,选择如下表所示的LDPC码构造备选集,其中LDPC码VII作为系统中的未知码;
那么本发明所提供的LDPC码的快速盲识别方法的实施步骤为:
a)接收检测器对应校验矩阵相应码长的编码数据流;
以上步骤为本发明的实施例进行盲识别的完整过程。可以通过多次试验来测试本发明的盲识别性能。
经过4096次测试后,本发明提供的LDPC码的快速盲识别方法与现有方法对于LDPC码IV达到预期错误检测概率所需的平均接收序列长度的对比下表所示。可见本发明提供的LDPC码的快速盲识别方法比现有方法所需的接收编码流长度更少,这意味着本发明提供的LDPC码的快速盲识别方法可以更快地达到预期错误检测概率。可以证明,对于备选集内的其他LDPC码,其测试结果与下表类似;
接下来测试本发明提供的LDPC码的快速盲识别方法对于系统中的未知码的正确识别概率,经过4096次测试后,本发明提供的LDPC码的快速盲识别方法对于LDPC码VII的正确识别概率如下表所示;
由上表可见,随着信噪比的增加,以及预期错误检测概率的降低,本发明提供的LDPC码的快速盲识别方法可以很好地识别系统中的未知码。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种LDPC码的快速盲识别方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤2,计算终止阈值,具体为:
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