一種準隨機ldpc卷積碼的構造方法及編碼器設計的制作方法
【專利摘要】本發明提出了一種準隨機LDPC卷積碼的構造方法及編碼器設計，其包括如下步驟：按照Gallager隨機構造規則獲取LDPC分組碼的校驗矩陣，對其進行行、列隨機交換消除不利因素，得到矩陣Hg；從左至右逐次置換偶數列，再置換奇數列；進行置數以及四環檢測；以1/2斜率對校驗矩陣進行剪切；進行橫向及縱向合并得到一種新的(l，3，6)LDPC卷積碼構造方案；對其進行基于周期動態的編碼。本發明提供的準隨機LDPC卷積碼的構造方法過程簡潔，能保證良好的糾錯性能，具有數量豐富的可選碼源，在編碼復雜度上與LDPC分組碼相比具有較強競爭力，設計的基于周期動態索引的編碼器具有較強的通用性和可移植性。
【專利說明】一種準隨機LDPC卷積碼的構造方法及編碼器設計
【技術領域】
[0001]本發明涉及糾錯碼領域的卷積碼的構造方法及編碼器設計，特別涉及一種準隨機LDPC卷積碼的構造方法及其編碼器設計。
【背景技術】
[0002]Jimenez提出LDPC卷積碼是一種由半無限長稀疏校驗矩陣定義的糾錯碼類，具有較高的性價比，Bates S2005年說明其不需分塊便能完成連續數據的編譯碼，特別適合可變幀長度的通信系統，主要包含兩種類型，一種是隨機LDPC卷積碼，可通過對隨機LDPC分組碼的校驗矩陣進行一系列處理，獲得半無限長的稀疏校驗矩陣；另一種是準循環LDPC卷積碼，上世紀70年代有學者提出一種用分組碼構造卷積碼的方法，泰納將分組碼的適用范圍從循環碼擴展到準循環碼(QC:quas 1-cyclic codes),當QC碼為低密度校驗碼時，即可構造獲得準循環LDPC卷積碼。但LDPC卷積碼的優勢主要體現在大約束度碼型的可譯性上，但此時生成多項式的稀疏性并不利于信息位的充分利用，因此，隨機LDPC卷積碼和準循環LDPC卷積碼均采納了時變周期卷積碼的編碼策略，其特點是生成多項式隨時間變化而變化，即便單個時刻的生成多項式是稀疏的，也能充分利用所有信息位，提高卷積碼的糾錯性能。但Jimenez提出的方法對校驗矩陣剪切時，須先隔行、再兩邊插入固定序列，過程較為繁瑣
[0003]目前，LDPC卷積碼是糾錯碼領域的一個研究熱點，IEEE文獻有不少相關成果面世，但其份額卻遠不及LDPC分組碼，特別是隨機LDPC卷積碼，顯示出研究力度明顯不足，且已有的構造過程不夠簡潔，糾錯性能有待進一步提高，編碼器的設計方法也有待進一步改
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【發明內容】
[0004]本發明旨在針對上述問題，特別創新地提出了一種準隨機LDPC卷積碼的構造方法及編碼器設計。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供了一種準隨機LDPC卷積碼的構造方法及編碼器設計，其包括如下步驟:
[0006]S1:按照Gallager隨機構造規則獲取LDPC分組碼的校驗矩陣，對其進行行、列隨機交換消除不利因素，得到矩陣Hg ；
[0007]S2:從左至右逐次置換偶數列，再置換奇數列；
[0008]S3:進行置數以及四環檢測；
[0009]S4:以1/2斜率右下斜線對校驗矩陣進行剪切；
[0010]S5:進行橫向及縱向合并得到一種新的(1，3，6)LDPC卷積碼構造方案；
[0011]S6:對其進行基于周期動態的編碼。
[0012]本發明提供的準隨機LDPC卷積碼的構造過程簡潔，具有良好的糾錯性能，碼源數量豐富，可選面廣，使其在編碼復雜度方面有較強競爭力。本發明設計的是基于周期動態索引的編碼器，其結構單一，具有較強的通用性和可移植性。
[0013]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0015]圖1是本發明采用的準隨機LDPC卷積碼的構造編碼方法的流程圖
[0016]圖2是本發明用于構造準隨機LDPC卷積碼的基礎矩陣Hg ；
[0017]圖3是本發明用于構造準隨機LDPC卷積碼的列置換示意圖；
[0018]圖4是本發明用于構造準隨機LDPC卷積碼的置數示意圖；
[0019]圖5是本發明用于構造準隨機LDPC卷積碼的剪切方法示圖；
[0020]圖6是本發明用于構造準隨機LDPC卷積碼的合并方法示意圖；
[0021]圖7是圖1中的基于周期動態索引的編碼器；
[0022]圖8是本發明的準隨機LDPC卷積碼誤比特率與性噪比關系曲線。
【具體實施方式】
[0023]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0024]本發明公開了本一種準隨機LDPC卷積碼的編碼構造方法，其包括如下步驟:
[0025]S1:按照Gallager隨機構造規則獲取LDPC分組碼的校驗矩陣，對其進行行、列隨機交換消除不利因素，得到矩陣Hg ；
[0026]S2:從左至右逐次置換偶數列，再置換奇數列；
[0027]S3:進行置數以及四環檢測；
[0028]S4:以1/2斜率右下斜線對校驗矩陣進行剪切；
[0029]S5:進行橫向及縱向合并得到一種新的(1，3，6)LDPC卷積碼構造方案；
[0030]S6:對其進行基于周期動態的編碼。
[0031]本發明的目的是構造一種新的(1，3，6)準隨機LDPC卷積碼，其構造過程簡潔，能很好的保證碼的糾錯性能，碼源數量非常多，可選面廣，使LDPC卷積碼在編碼復雜度存有較強競爭力，且基于周期動態索引設計的編碼器結構單一，具有較強的通用性和可移植性。
[0032]本發明構造的是一種信息位長度和編碼長度分別為I和2的LDPC卷積碼，設對應
半無限長校驗矩陣為:
[0033]
【權利要求】
1.一種準隨機LDPC卷積碼的構造編碼方法，其特征在于，包括如下步驟: 51:按照Gallager隨機構造規則獲取LDPC分組碼的校驗矩陣，對其進行行、列隨機交換消除不利因素，得到矩陣Hg; 52:從左至右逐次置換偶數列，再置換奇數列； 53:進行置數以及四環檢測； 54:以1/2斜率右下斜線對校驗矩陣進行剪切； 55:進行橫向及縱向合并得到一種新的(1，3，6)LDPC卷積碼構造方案； 56:對其進行基于周期動態的編碼。
2.如權利要求1所述的一種準隨機LDPC卷積碼的構造編碼方法，其特征在于，所述準隨機LDPC卷積碼其碼率R = 1/2，信息位長度和編碼長度分別為I和2。
3.如權利要求1所述的一種準隨機LDPC卷積碼的構造編碼方法，其特征在于，對所述按照Gallager隨機構造規則獲取LDPC分組碼的校驗矩陣，其包括如下步驟: 511:建立R = 1/2的LDPC卷積碼的半無限長校驗矩陣H:
4.如權利要求1所述的一種準隨機LDPC卷積碼的構造編碼方法，其特征在于，所述對Hg實施列置換，其包括如下步驟: 521:從左至右逐次置換偶數列，方法為在Hg的剩余列中掃描Ol ； 522:從左至右逐次置換奇數數列，方法為在Hg的剩余列中掃描00 ；S23:稀疏矩陣Hg的尺寸足夠大吋，O的數量遠多于1，能確保掃到OO的高概率。若掃描失敗，則返回SI，重新開始。
5.如權利要求1所述的ー種準隨機LDPC卷積碼的構造編碼方法，其特征在于，所述置數以及四環檢測，其包括如下步驟: 531:將列置換后的矩陣中0100的首尾兩個元素取反,置為1101 ； 532:進行四環檢測，若產生短環，則返回SI。
6.如權利要求1所述的ー種準隨機LDPC卷積碼的構造編碼方法，其特征在于，所述進行橫向及縱向合并，其包括如下步驟: 551:將S4剪切得到的左下三角形向右平移，與右上三角形并接，得到新的矩陣，該矩陣的第一行對應矩陣H的第I列，可以此類推； 552:將S51所得矩陣向其自身右下方重復并接，得到周期的半無限長稀疏校驗矩陣。
7.如權利要求1所述的ー種準隨機LDPC卷積碼的構造編碼方法，其特征在干，對所述的S1、S2、S3、S5均不會改變矩陣的行、列重，也不產生四環。S2和S3聯合限定了對角元素的取值，對于任意時間tG l~m，均有
8.如權利要求1所述的ー種準隨機LDPC卷積碼的構造編碼方法，其特征在干，對所述的Gallager隨機LDPC分組碼，一旦其碼長N確定后，準隨機LDPC卷積碼的編碼約束度I和周期T也隨之確定，三者的關系為I=T-1= N/2-1。
9.如權利要求1所述的ー種準隨機LDPC卷積碼的構造編碼方法，其特征在干，對所述基于周期動態索引的編碼器設計，其包括如下步驟: 561:設0~I時刻輸入編碼器的信息序列為:
【文檔編號】H03M13/11GK103532570SQ201310507155
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2013年10月25日
【發明者】彭萬權, 熊于菽, 冉晟伊, 張承暢, 馮文江 申請人:重慶工程職業技術學院