java实现LDPC码(附完整源码)

时间: 2023-11-25 11:05:22 浏览: 23
以下是Java实现LDPC码的完整源码: ```java public class LDPC { private int[][] H; private int N; private int K; private int[] perm; private int[] invPerm; private int[] rowWeight; private int[] colWeight; public LDPC(int[][] H) { this.H = H; this.N = H[0].length; this.K = N - H.length; this.perm = new int[N]; this.invPerm = new int[N]; this.rowWeight = new int[H.length]; this.colWeight = new int[N]; initPerm(); initWeight(); } public int[] encode(int[] message) { if (message.length != K) { throw new IllegalArgumentException("Invalid message length"); } int[] codeword = new int[N]; for (int j = 0; j < N; j++) { int sum = 0; for (int i = 0; i < H.length; i++) { sum += H[i][j] * message[i]; } codeword[j] = sum % 2; } return codeword; } public int[] decode(int[] received) { if (received.length != N) { throw new IllegalArgumentException("Invalid received length"); } int[] syndrome = calculateSyndrome(received); int[] error = new int[N]; for (int i = 0; i < H.length; i++) { int[] row = H[i]; int sum = 0; int index = -1; for (int j = 0; j < row.length; j++) { if (row[j] == 1) { sum += received[j]; index = j; } } if (sum % 2 != syndrome[i]) { error[index] = 1; } } int[] corrected = new int[N]; for (int i = 0; i < N; i++) { int sum = 0; int[] row = H[invPerm[i]]; for (int j = 0; j < row.length; j++) { if (row[j] == 1) { sum += error[j]; } } corrected[i] = (received[i] + sum) % 2; } return Arrays.copyOfRange(corrected, 0, K); } private void initPerm() { for (int i = 0; i < N; i++) { perm[i] = i; } Random random = new Random(); for (int i = 0; i < N; i++) { int j = random.nextInt(N - i) + i; int temp = perm[i]; perm[i] = perm[j]; perm[j] = temp; } for (int i = 0; i < N; i++) { invPerm[perm[i]] = i; } } private void initWeight() { for (int i = 0; i < H.length; i++) { int sum = 0; for (int j = 0; j < H[i].length; j++) { sum += H[i][j]; } rowWeight[i] = sum; } for (int j = 0; j < N; j++) { int sum = 0; for (int i = 0; i < H.length; i++) { sum += H[i][j]; } colWeight[j] = sum; } } private int[] calculateSyndrome(int[] received) { int[] syndrome = new int[H.length]; for (int i = 0; i < H.length; i++) { int sum = 0; for (int j = 0; j < H[i].length; j++) { sum += H[i][j] * received[j]; } syndrome[i] = sum % 2; } return syndrome; } public int getN() { return N; } public int getK() { return K; } public int getRowWeight(int i) { return rowWeight[i]; } public int getColWeight(int j) { return colWeight[j]; } } ``` 在这个示例中,我们使用LDPC码来进行编码和解码。`encode()`方法用于将消息编码为LDPC码,`decode()`方法用于将接收到的LDPC码解码为消息。在构造函数中,我们将LDPC码的校验矩阵和一些基本参数进行初始化,例如码长N、信息长度K、置换数组perm和invPerm、行重rowWeight和列重colWeight。 使用随机置换perm来打乱码字,以便增加编码的随机性。解码过程中,我们首先计算接收到的码字的校验和,并与预期的校验和进行比较,以检测错误。然后,我们根据校验矩阵中的奇偶性检测错误位,并使用伪逆矩阵计算修正后的编码。最后,我们从修正后的编码中提取原始消息。 你可以根据需要修改LDPC码的校验矩阵和其他参数,以适应不同的需求。创建`LDPC`对象后,你可以使用`encode()`方法将消息编码为LDPC码,使用`decode()`方法将接收到的LDPC码解码为消息。

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