一种有限长LDPC码的打孔算法制造技术

本发明专利技术中的有限长LDPC码的打孔算法，该打孔算法将母码中所有具有高译码恢复可靠性的节点提取出来，然后重新构造一个均匀分配有效校验信息的待删除序列，再把高译码恢复可靠性的节点按照一定规则插入到待删除序列中,既克服了传统分组排序算法中贪婪选择的缺点，又避免了过度均匀分配造成的低码率译码性能损失，使得整体译码有所提高，并降低了整体译码的错误平层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及通信
，特别是设及一种有限长LDP邱马的打孔算法。
技术介绍
对于时变的无线衰落信道，采用固定码率的信道编码性能不佳。可通过自适应编 码调制技术来适应信道的变化，从而提高传输速率，逼近化annon容量限。即在信道状态较 差时，用低码率码字和低阶调制模式传输。信道状态变好时，采用高码率码字和高阶调制模 式传输。自适应编码调制技术中码率的灵活变换常通过速率兼容技术实现，其中打孔是速 率兼容技术的最重要一种。其原理为，给定一个低码率母码码字，然后通过删除码字中部分 校验位比特，从而来提高传输码字的码率。例如，一个给定码长为η比特的码字，传输的信息 比特数为k，则该码的码率为R = k/n，将其作为母码进行打孔操作，假设一共删除了 d个校验 比特，则升高后的码率为R/ =k/(n-d)。 当前国际代表性的打孔方法大都基于分组排序算法。分组排序算法的原理是先把 LDPC校验矩阵展开成树图形式，然后把所有的比特位按照树图的结构分成η组序列(分别为 1步可恢复节点，2步可恢复节点，...，k步可恢复节点，...），如图1所示，然后对每一组内的 元素通过优先顺序进行排序，最后依照所需删除的校验位比特的个数依次删除，来获得所 需要的高码率码字，删除的比特不参与传输，在接收端对删除的比特按位置填充。 由于在通信系统接收端，已删除的比特位仍要参与校验方程，因此待删除比特的 位置是很重要的。如果误删了某个位置的重要节点，可能会对译码性能造成灾难性地破坏。 采用树图形式来寻找待删除节点的位置是一种很可靠的方法。但通常LDP邱马的校验矩阵是 很大的，将其展开成树图形式会随着矩阵的长度指数级增长，其复杂度较高。如图1所示，分 组排序算法尽可能多地寻找1步可恢复节点，然后再尽可能多地寻找2步可恢复节点，依次 类推。运种恢复步长较短的节点，会将大量有效的校验信息集中自己身上。在接收端译码恢 复时，运些节点由于吸聚了较多的校验信息，译码恢复正确的概率就很大。同时，大量的有 效校验信息被集中在运些节点附近，那么剩余的较长恢复步长的节点周围的有效校验信息 就很少。运就造成了译码恢复时，较长恢复步长的节点译码错误的概率较大。因此，分组排 序算法在选择待删除节点时，形成了一种贪婪选择的模式，即局部最优化，而整体的译码性 能仍有改善空间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述分组排序算法中的贪婪选择缺点，提供一种对于有限 长LDP邱马的非贪婪打孔方法，W改善系统误码率性能，并获得了较低的错误平层。 -种有限长LDP邱马的打孔算法，包括W下步骤： 1)依据目标码率R/，计算需要删除的校验比特个数，其中N为 母码的长度，K为信息位长度； 2)选择出所有母码中具有高译码恢复可靠性的节点，存入集合PRIOR; 3)对于母码，构造均匀分配有效校验信息后的节点集合NEW; 4)选择集合PRIOR与集合NEW的交集，并随机选择一个节点； 5)检测所选取的打孔节点是否会形成死亡校验节点；[001^ 6)重复操作步骤3)~4)，直至符合删除比特的个数Np，达到目标码率。 在本专利技术的较佳实施例中，所述步骤2)按如下步骤进行： 2a)计算出校验矩阵Η中每行中剩余1的个数，作为该行的有效行重。选出有效行重 最小的行； 2b)如果2a)中所选择的行不止一个，则选择运些行中，W每行所对应的校验节点 为底展开的树图中，没有被删除的节点数最少的那一行； 2c)对于化）中所选择出的行，选择其中1的位置所对应的那一列中包含1的个数最 少的那一列。将其存入集合PRIOR中。同时将化）中所选择出的行删除。 在本专利技术的较佳实施例中，所述步骤3)中按如下步骤进行： 3a) W校验矩阵每列为底展开成树图，计算出每个树图中每个分枝所包含的未删 除的节点个数，然后找到每个树图的最小分枝所包含的节点个数； 3b)将每一行中所包含的1所在的列在3a)中得到的值求和。选出求和后值最小的 行； 3c)在3b)中所得的行中1所在的列，寻找最小有效列重的列； 如果3c)所得到的列不止一个，将每一列中1的位置所对应的行在3b)中所得到的 值求和，选出求和后值最小的列。 在本专利技术的较佳实施例中，所述步骤4)中按如下步骤进行： 4a)把集合PRIOR中具有最大有效列重的列选出； 4b)在4a)所选出的列中，选择具有最小列重的列； 4c)如果4b)所选出的列，在3d)所选出的列集合中，则选择此列。否则继续从集合 PRIOR中按照4a)、4b)规则选择满足要求的列，如果集合PRIOR中所有的列无法满足，则从随 机3d)中随机选择一列删除。 本专利技术中的有限长LDPC码的打孔算法将母码中所有具有高译码恢复可靠性的节 点提取出来，然后重新构造一个均匀分配有效校验信息的待删除序列，再把高译码恢复可 靠性的节点按照一定规则插入到待删除序列中，既克服了传统分组排序算法中贪婪选择的 缺点，又避免了过度均匀分配造成的低码率译码性能损失，使得整体译码有所提高，并降低 了整体译码的错误平层。【附图说明】 图1是分组排序算法分组示意图； 图2是本专利技术对规则LDP邱马打孔方案与传统方法系统误码率仿真结果的对比示意 图； 图3是本专利技术对非规则LDPC码打孔方案与传统方法系统误码率仿真结果的对比示 意图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术做进一步的说明， 对于一个码长为N，信息位长为K的母码，其校验矩阵为 Hmxn，（m=N-K，n = N)，本专利技术的具体实现步骤如下： 步骤1，依据目标码率，计算需要删除的信息比特个数。 设R/为打孔后的目标码率，Np为需要删除的校验比特总个数，根据码率定义易得：[003引 R'=K/(N-Np) (1) 根据(1)式，计算需要删除的信息比特总个数为：(2> 步骤2,选择出所有母码中具有高译码恢复可靠性的节点，存入集合PRIOR。 2.1:校验矩阵中所有的行Ci，ie{l，一,111:1,每行中1的个数，作为该行的行重，记 为d。。如果某一行中1所在的列被删除，则该行剩余的1的个数作为该行的有效行重，记为D (C)。选出有效行重最小的行。 2.2:对于每一列￥^〇￡{1，-，，11}，^其为底展开的树图中所包含的未被删除的节 点的个数，记为S(vj)。对于行Ci，W其为底展开的树图中所包含的未被删除的节点的个数， 记为W(c)。即行Cl中包含1的位置所对应列V北勺S(vj)的和，W(c)=IS(v)。如果2.1中所选择 的行不止一个，则选择运些行中，W(c)值最小的那一行。 2.3:校验矩阵每一列中包含1的个数，作为该列的列重，记为dv当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有限长LDPC码的打孔算法，其特征在于：包括以下步骤：1)依据目标码率R′，计算需要删除的校验比特个数其中N为母码的长度，K为信息位长度；2)选择出所有母码中具有高译码恢复可靠性的节点，存入集合PRIOR；3)对于母码，构造均匀分配有效校验信息后的节点集合NEW；4)选择集合PRIOR与集合NEW的交集，并随机选择一个节点；5)检测所选取的打孔节点是否会形成死亡校验节点；6)重复操作步骤3)～4)，直至符合删除比特的个数Np，达到目标码率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周林，黄伟成，贺玉成，陈晓鹏，邱丽鹏，鲁紫君，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35