专利名称：基于ldpc码结构的信道信噪比估计器的制作方法
技术领域：
本发明属于电子技术领域，如无线通信、移动通信、雷达等，特别涉及采用纠错编
码技术提高通信可靠性进行通信的无线移动通信系统。 信噪比估计在通信信号处理中占着非常重要的地位，如在CDMA系统中的功率控制，MIMO系统的功率控制，一些迭代译码算法(如LDPC码的软判决译码算法)中都需要信噪比估计。现在所提出的估计算法大多数是基于发送训练序列的方法，即传送通信双方完全已知的信号序列，然后通过对此序列的接收和分析来估计信道参数。但是这些利用训练序列的估计方法都需要额外传送训练序列，降低系统的有效信息传送是其明显的缺点。
纠错编码的码元间具有一定的相关特性(如偶校验编码结构的关系)，利用其可以实现对信道的转移概率和信噪比进行估计，而低密度校验码(LDPC码)可以看成多个偶校验编码结构的迭加，本发明利用LDPC码的这一特性提出基于LDPC码结构的信道估计方法，该估计方法完全不需要训练序列，而且估计器结构简单、估计性能好。 本发明的目的一是提供一种基于二元及多元LDPC码结构的信道转移概率估计方法，本方法利用偶校验码的编码结构所反映的信源消息结构，对经过信源消息信道传输后具备的相关特性进行估计，而LDPC码可以看成多个偶校验编码结构的迭加，一个LDPC码相当一个或多个偶校验码的多次统计记数，由此实现信道信噪比的估计。该方法不需要训练序列，估计器简单、性能好。 二元偶校验码(n， n-1)线性分组码的码字C = (cn—n cn—2，， Cl， c。)满足
Cn—,Cn—2+…= 0mod2 (1)
偶校验码码字经信道传输后输出(yn)，由于信道的噪声干扰产生的差错用序列表示为(en)。如果H二 [hm,J是二元LDPC码C二 (cn—"Cn—2，…，q，c。)的JXn校验矩阵，行重为P ，列重为Y，那么有<formula>formula see original document page 3</formula> 这儿Rm = {k :hmk = 1}是H矩阵中第m行取值为1的列的集合。在通过BPSK调制后，码字C = (cn—n cn—2，， Cl， c。)被映射成X = (xn—p xn—2，， Xl， x。)，然后经过硬判决解调得到Z = (zn—p zn—2，， Zl， z。)，因此有
<formula>formula see original document page 3</formula>
从(3)式可以看出，利用H矩阵对每个Z的每一次校验可以看成对一个(P ， P-1)的偶校验码的统计，并且可以校验J次。 对于多元LDPC码，我们用到了接收矢量Z的伴随式S = Z*HT，其中H为多元LDPC码的校验矩阵，Z为接收到的经过硬判决的码字，由此可知任何一个定义在GF(211)上的LDPC
背景技术：
发明内容码的MXN校验矩阵，对于伴随式S = [Sl， s2，. . . ， sk，. . . ， sM]必须满足所有sk = 0才能说 明接收到的码字Z为正确码字，而在多元LDPC码中使用QPSK调制时，我们把实部和虚部分 别考虑为两路相互独立的二进制信号，具体流程分析由图1可知，这样我们就能将两路信 号分别看成多个(P ， P-l)的二元偶校验码的统计。 本发明提供一种基于多元LDPC码码结构的信道信噪比估计器，它包括1、序列接 收器2、校验和计算器3、接收判决错误概率估计器4、信噪比估计器5，如图2所示，该估计 器包括下面的步骤 步骤1多元校验矩阵的行重和行数计算，将定义在GF(211)上的LDPC码的MXN校 验矩阵H二 [hi,j]，计算得到校验矩阵的行重P和行数J; 步骤2接收序列步骤定义在GF(211)上的LDPC码的码字码元经过信道传输后解调 后取多元码元序列(Zi); 步骤3校验和计算步骤由步骤2输出的接收序列(Zi)计算校验和，设共接收N个 码字，对码字的校验和s计算，得到一个校验和序列(Sk)《=5^(z*/fr)， (modq) 附=0,1,...</-1， k=0，l,D-1 (4) 步骤4接收判决错误概率估计步骤经过步骤1到步骤3得到接收的码字中Si # 0
<formula>formula see original document page 4</formula>
营、"^t、"旁'針麵石狩z柳A織印喿，爛就鄉輔
部加入了相互独立的高斯噪声即 z+n = res (z) j氺(imag (z) +n2) 同时可表示为
<formula>formula see original document page 4</formula> 其中rv化相互独立同分布，n' 2相互独立同分布，由此我们可以把实部和
虚部分别当作两路相互独立的二进制信号，当两路信号同时传输正确的情况下所得到的码
字才是正确的，具体分析由图1可清晰得到，并可得A =1-(p(1-(l-2V)0)、若p为接
收判决错误概率，则计算接收判决错误概率
<formula>formula see original document page 4</formula>(7) 步骤5信道信噪比估计步骤将步骤4得到的接收判决错误概率p输入到信噪比估 计5，则由下式计算信噪比<formula>formula see original document page 4</formula> R是LDPC码码率，不同门限判决cik得出不同的信噪比估计值。k。设a k共有K 个值，对K个估计值Ok取平均得到最后信噪比估计值o 。
附图及
图1是多元码元经过QPSK调制传输后的错误概率/^与信道错误转移概率p的关 系图。 图2是多元LDPC码码的信道信噪比估计器估计器示意图。 其中，l是信号接收模块，2是解调模块，解调门限a取值不同，解调信号即不同， a取值直接和估计精度有关，3是校验和计算模块，4是接收判决错误概率估计模块，5是信 噪比估计模块，不同门限判决a得出不同的信噪比估计值，取平均得到最后信噪比估计值
权利要求
一种基于多元LDPC校验码结构的信道信噪比估计方法，其特征是利用统计编码信号过信道后不满足校验和的个数来估计信道错误概率，进而估计信道信噪比。包括下面的步骤步骤1多元校验矩阵的行重和行数计算，将定义在GF(2q)上的LDPC码的M×N校验矩阵H＝[hi，j]，计算得到校验矩阵的行重ρ和行数J；步骤2接收序列步骤定义在GF(2q)上的LDPC码的码字码元经过信道传输后解调后取多元码元序列(zi)；步骤3校验和计算步骤由步骤2输出的接收序列(zi)计算校验和，设共接收N个码字，对码字的校验和s计算，得到一个校验和序列(sk) <mrow><msubsup> <mi>s</mi> <mi>m</mi> <mi>k</mi></msubsup><mo>=</mo><msub> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>∈</mo><msub> <mi>R</mi> <mi>m</mi></msub> </mrow></msub><msubsup> <mrow><mo>(</mo><mi>z</mi><mo>*</mo><msup> <mi>H</mi> <mi>T</mi></msup><mo>)</mo> </mrow> <mi>i</mi> <mi>k</mi></msubsup><mrow> <mo>(</mo> <mi>mod</mi> <mi>q</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow>m＝0，1，…J-1，k＝0，1，2，…N-1步骤4接收判决错误概率估计步骤经过步骤1到步骤3得到接收的码字中si≠0的概率为再根据QPSK调制解调的特性，n′1，n′2相互独立同分布，由此我们可以把实部和虚部分别当作两路相互独立的二进制信号，当两路信号同时传输正确的情况下所得到的码字才是正确的，具体分析由图1可清晰得到，并可得若p为接收判决错误概率，则计算接收判决错误概率步骤5信道信噪比估计步骤将步骤4得到的接收判决错误概率p输入到信噪比估计5，则由下式计算信噪比R是偶校验码码率，不同门限判决αk得出不同的信噪比估计值σk。设αk共有K个值，对K个估计值σk取平均得到最后信噪比估计值σ。F2008101477559C0000012.tif,F2008101477559C0000013.tif,F2008101477559C0000014.tif,F2008101477559C0000015.tif
2.根据权利要求l所述的一种基于多元LDPC校验码结构的信道信噪比估计方法，同样适用于二元LDPC校验码的信道信噪比估计，对于二元LDPC校验码的信道信噪比估计需要将权利要求1所述的步骤1到步骤5中步骤4中ps做变换为a =|*(1-(1-2/7)0即<formula>formula see original document page 2</formula>
3. 根据权利要求l所述的一种基于多元LDPC校验码结构的信道信噪比估计方法，其特征之一为利用解调时不同门限判决a的取值来提高估计性能。
4. 根据权利要求l所述的一种基于多元LDPC校验码结构的信道信噪比估计方法，其信道特征可以是AWGN信道也可以是瑞利信道等连续信道。
全文摘要
本发明公布了一种利用二元及其多元LDPC码的结构建立校验码码元间的相关结构特性的关系对信道的转移概率和信噪比进行估计方法。该方法完全不需要训练序列，通过计算校验和满足的概率估计错判的概率，从而计算信道的转移概率或信噪比，该方法适用于连续信道(如AWGN信道)，在连续信道的信噪比估计中可以采用选取不同的解调判决门限来提高估计精度。该估计器结构简单、估计性能好。
文档编号H04W52/00GK101754349SQ20081014775
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月3日 优先权日2008年12月3日
发明者周亮, 文红, 胡前凤 申请人:电子科技大学