ldpc 加权比特译码算法c语言

时间: 2023-09-15 12:17:56 浏览: 52
以下是LDPC加权比特译码算法的C语言代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define MAX_ITER 50 #define EPS 1e-7 double* LLR; // 信道输入 double* LLRout; // 译码输出 double** H; // LDPC 矩阵 double** W; // 权重矩阵 int* rowsize; // 每行非零元素个数 int n; // 码字长度 int m; // 码字检验位数 int nC; // 变量节点数 int nV; // 校验节点数 int sign(double x) { return (x >= 0) ? 1 : -1; } void ldpc_encoder(double* u, double* v) { int i, j; for (i = 0; i < m; i++) { v[i] = 0; for (j = 0; j < rowsize[i]; j++) { v[i] += u[H[i][j]] * W[i][j]; } v[i] = tanh(v[i]); } } void ldpc_decoder() { int iter, i, j, k; double **vnode, **cnode, **Q, **R; double *vnode_sum, *cnode_sum; double **vnode_msg, **cnode_msg; double **cnode_prev; vnode = (double**) malloc(nV * sizeof(double*)); for (i = 0; i < nV; i++) { vnode[i] = (double*) malloc(2 * nC * sizeof(double)); } cnode = (double**) malloc(nC * sizeof(double*)); for (i = 0; i < nC; i++) { cnode[i] = (double*) malloc(2 * rowsize[i] * sizeof(double)); } Q = (double**) malloc(nC * sizeof(double*)); for (i = 0; i < nC; i++) { Q[i] = (double*) malloc(rowsize[i] * sizeof(double)); } R = (double**) malloc(nC * sizeof(double*)); for (i = 0; i < nC; i++) { R[i] = (double*) malloc(rowsize[i] * sizeof(double)); } vnode_sum = (double*) malloc(nC * sizeof(double)); cnode_sum = (double*) malloc(nV * sizeof(double)); vnode_msg = (double**) malloc(nV * sizeof(double*)); for (i = 0; i < nV; i++) { vnode_msg[i] = (double*) malloc(rowsize[i] * sizeof(double)); } cnode_msg = (double**) malloc(nC * sizeof(double*)); for (i = 0; i < nC; i++) { cnode_msg[i] = (double*) malloc(2 * rowsize[i] * sizeof(double)); } cnode_prev = (double**) malloc(nC * sizeof(double*)); for (i = 0; i < nC; i++) { cnode_prev[i] = (double*) malloc(rowsize[i] * sizeof(double)); } // 初始化变量节点信息 for (i = 0; i < nV; i++) { for (j = 0; j < rowsize[i]; j++) { vnode_msg[i][j] = LLR[i]; } } // 迭代译码 for (iter = 0; iter < MAX_ITER; iter++) { // 变量节点更新 for (i = 0; i < nV; i++) { for (j = 0; j < rowsize[i]; j++) { double product = 1; for (k = 0; k < rowsize[i]; k++) { if (j != k) { product *= tanh(0.5 * vnode[i][2 * k + 1]); } } vnode_msg[i][j] = 2 * atanh(product); } } // 校验节点更新 for (i = 0; i < nC; i++) { for (j = 0; j < rowsize[i]; j++) { int k = H[i][j]; double product = 1; for (int l = 0; l < rowsize[i]; l++) { if (j != l) { product *= tanh(0.5 * cnode_prev[i][l]); } } Q[i][j] = product; R[i][j] = tanh(0.5 * vnode[k][2 * j]); cnode_msg[i][2 * j] = atanh(Q[i][j] * R[i][j]); cnode_msg[i][2 * j + 1] = LLR[k]; } } // 校验节点求和 for (i = 0; i < nC; i++) { vnode_sum[i] = 0; for (j = 0; j < rowsize[i]; j++) { vnode_sum[i] += cnode_msg[i][2 * j]; } } // 变量节点求和 for (i = 0; i < nV; i++) { cnode_sum[i] = 0; for (j = 0; j < rowsize[i]; j++) { cnode_sum[i] += cnode_msg[H[i][j]][2 * j + 1]; } } // 更新变量节点 for (i = 0; i < nV; i++) { for (j = 0; j < rowsize[i]; j++) { double sum = cnode_sum[i] - cnode_msg[H[i][j]][2 * j + 1]; vnode[i][2 * j + 1] = sum + vnode_msg[i][j]; vnode[i][2 * j] = 2 * atanh(tanh(0.5 * sum) * tanh(0.5 * vnode_msg[i][j])); } } // 更新校验节点 for (i = 0; i < nC; i++) { for (j = 0; j < rowsize[i]; j++) { cnode_prev[i][j] = cnode_msg[i][2 * j] - vnode_sum[i]; } } // 判断停止条件 int stop = 1; for (i = 0; i < nV; i++) { if (fabs(LLR[i] - vnode[i][1]) > EPS) { stop = 0; break; } } if (stop) { break; } } // 译码输出 for (i = 0; i < n; i++) { LLRout[i] = vnode[i][1]; } // 释放内存 for (i = 0; i < nV; i++) { free(vnode[i]); } free(vnode); for (i = 0; i < nC; i++) { free(cnode[i]); free(Q[i]); free(R[i]); free(cnode_prev[i]); } free(cnode); free(Q); free(R); free(cnode_prev); free(vnode_sum); free(cnode_sum); for (i = 0; i < nV; i++) { free(vnode_msg[i]); } free(vnode_msg); for (i = 0; i < nC; i++) { free(cnode_msg[i]); } free(cnode_msg); } int main() { // 初始化 LDPC 码 n = 6; // 码字长度 m = 3; // 码字检验位数 nC = m; // 变量节点数 nV = n - m; // 校验节点数 LLR = (double*) malloc(n * sizeof(double)); LLRout = (double*) malloc(n * sizeof(double)); H = (double**) malloc(m * sizeof(double*)); W = (double**) malloc(m * sizeof(double*)); rowsize = (int*) malloc(m * sizeof(int)); H[0] = (double[]) {0, 2, 3}; H[1] = (double[]) {1, 2, 4}; H[2] = (double[]) {3, 4, 5}; W[0] = (double[]) {1.0, 2.0, 3.0}; W[1] = (double[]) {4.0, 5.0, 6.0}; W[2] = (double[]) {7.0, 8.0, 9.0}; rowsize[0] = 3; rowsize[1] = 3; rowsize[2] = 3; // 初始化信道输入 LLR[0] = 0.2; LLR[1] = -0.3; LLR[2] = 0.4; LLR[3] = -0.5; LLR[4] = 0.6; LLR[5] = -0.7; // LDPC 解码 ldpc_decoder(); // 输出译码结果 int i; for (i = 0; i < n; i++) { printf("%f ", LLRout[i]); } printf("\n"); // 释放内存 free(LLR); free(LLRout); free(rowsize); free(H); free(W); return 0; } ``` 注意,这段代码只是一个简单的示例,实际应用中可能需要根据具体情况进行修改。此外,代码中使用了 `tanh` 和 `atanh` 函数,需要包含 `<math.h>` 头文件。

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