m基于PSO粒子群优化的LDPC码OMS译码算法最优偏移参数计算和误码率matlab仿真

1.算法仿真效果

matlab2022a仿真结果如下：

 

 

 

 

 

 

2.算法涉及理论知识概要

       Offset Min-Sum（OMS）译码算法是LDPC码的一种低复杂度迭代解码方法，它通过引入偏移量来减轻最小和算法中的量化效应，从而提高解码性能。当应用粒子群优化（PSO）来计算OMS译码算法中的最优偏移参数时，目标是自动找到能够最大化解码性能（如最小化误码率）的偏移量值。

 

       PSO算法由粒子群、个体最优解（pBest）和全局最优解（gBest）三部分组成。每个粒子代表一个可能的解（在这里是归一化参数），通过迭代更新自己的位置（即解码参数）来逼近全局最优解。粒子的位置xi​和速度vi​在每一代（迭代）中按如下公式更新：

 

 

 

 PSO应用于OMS偏移参数优化

 

初始化：随机生成一组粒子，每个粒子代表一个偏移参数γ的初始值，通常在合理范围内，如([-1, 1])。

适应度函数：定义适应度函数，通常为误码率（BER），越低的BER意味着更高的适应度值。

迭代优化：通过PSO的迭代过程，根据粒子在不同γ值下的解码性能（适应度），不断调整粒子的位置（即偏移量值），直至找到使BER最小化的最优γ。

3.MATLAB核心程序

for i=1:Iter
    i
    for j=1:Npeop
        if func_obj(x1(j,:))<pbest1(j)
           p1(j,:)   = x1(j,:);%变量
           pbest1(j) = func_obj(x1(j,:));
        end
        if pbest1(j)<gbest1
           g1     = p1(j,:);%变量
           gbest1 = pbest1(j);
        end
        
        v1(j,:) = Wmax*v1(j,:)+c1*rand*(p1(j,:)-x1(j,:))+c2*rand*(g1-x1(j,:));
        x1(j,:) = x1(j,:)+v1(j,:); 
         
        for k=1:dims
            if x1(j,k) >= Xmax
               x1(j,k) = Xmax;
            end
            if x1(j,k) <= Xmin
               x1(j,k) = Xmin;
            end
        end
 
        for k=1:dims
            if v1(j,k) >= Vmax
               v1(j,k) =  Vmax;
            end
            if v1(j,k) <= Vmin
               v1(j,k) =  Vmin;
            end
        end
 
    end
    Error2(i)=gbest1 
end
figure
plot(Error2,'linewidth',2);
grid on
xlabel('迭代次数');
ylabel('遗传算法优化过程');
legend('Average fitness');
 
 
 
bb    = g1;
N = 2016;
K = 1008;
R = K/N;
%H矩阵
[ H, Hp, Hs ] = func_H();
 
 
 
SNR   = 0:0.5:3;
Ber   = zeros(1, length(SNR));
Fer   = zeros(1, length(SNR));
 
%译码迭代次数
Iters = 8;
.................................................................
fitness=mean(Ber);
 
figure
semilogy(SNR, Ber,'-b^',...
    'LineWidth',1,...
    'MarkerSize',6,...
    'MarkerEdgeColor','k',...
    'MarkerFaceColor',[0.2,0.9,0.5]);
 
xlabel('Eb/N0(dB)'); 
ylabel('Ber');
title(['OMS,GA优化后的alpha = ',num2str(bb)])
grid on;
save OMS3.mat SNR Ber Error2 bb
0X_058m