一種可變速率sc-ldpc碼的設計方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種可變速率SC-LDPC碼的設計方法。
【背景技術】
[0002] 空間耦合LDPC碼（SC-LDPC碼）因其在低延遲、高效存儲的滑窗置信譯碼算法 下具有可以達到容量限的優異性能而成為了當前的研宄熱點。SC-LDPC碼的研宄起源于 Felestrom和Zigangirov在1999年提出的卷積LDPC碼。基于分組LDPC碼構造的卷積LDPC 碼，其置信傳播譯碼閾值能夠逼近于原碼的最大后驗概率閾值。Kudekar等人把這種現象稱 為"閾值飽和"，并針對二元刪除信道和二元無記憶對稱信道證明了空間耦合LDPC碼的閾 值飽和特性，并且證明了隨著原碼變量節點度的增加，最大后驗概率譯碼閾值以指數收斂 于Shannon限。空間耦合LDPC碼構造的方法是：將一個簡單的短的規則LDPC分組碼的原 模圖復制若干次，產生一系列完全相同的原模圖，相鄰的圖之間通過邊的展開連接成一條 耦合鏈。
[0003] 空間耦合碼的構造不止局限在將多個相同的簡單的圖連接成一條耦合鏈，也可 以將兩條或更多條耦合鏈連接起來。現有研宄已經證明了通過幾條耦合鏈之間的互相連 接，可以提高譯碼閾值和降低譯碼復雜度，從而在閾值區域附近達到特定的譯碼錯誤概率。 然而，現有的構造方法存在兩個問題：一是只考慮了連接兩條碼率均為0.5的（J，K)規則 SC-LDPC碼，S卩（J，2J)規則SC-LDPC碼，這導致了新構造鏈的碼率在0. 5左右變化，沒有 實現可變速率；另一個是現有的連接方法是通過在特定的校驗節點位置上添加額外的邊將 多個鏈首尾連接起來產生新的SC-LDPC碼，這樣做會增加每條鏈的變量節點和校驗節點的 度。事實上，這種多條耦合鏈的連接方法只是一種特殊的連接方法，還存在很多其他方法。 簡單來說，多條SC-LDPC鏈的連接方法可以劃為兩類：串行連接和并行連接。串行連接的主 要缺陷是迭代譯碼閾值會受限于譯碼閾值最差的耦合鏈。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種可變速率 SC-LDPC碼的設計方法，其方法步驟簡單，實現方便，得到的SC-LDPC碼具有可變碼率，不會 改變變量節點和校驗節點的度分布，設計得到的SC-LDPC碼的譯碼性能優異，實用性強，使 用效果好，便于推廣使用。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種可變速率SC-LDPC碼的設 計方法，其特征在于該方法包括以下步驟：
[0006] 步驟一、選取相互獨立且碼率不同的C條耦合鏈準備進行并行連接，其中，第j條 耦合鏈表示為C(JpKpLp，jG[1，C]，1為第j條耦合鏈變量節點的度，L為第j條耦合 鏈校驗節點的度，h為第j條耦合鏈的耦合長度，每一條耦合鏈共有h個位置；
[0007] 步驟二、定義參數& = 111；[11{1('1，1^2，"，，1('[；}，定義參數匕=111；[11{ 11'1，/2，~ ，J'J，定義參數L=minIL1,L2，…，LJ，其中，K'」為第j條耦合鏈每個位置上的變量節點數 目且K'」=K/Wj，J'j為第j條耦合鏈每個位置上的校驗節點數目且J'」=J/Wj，Lj為第j條親合鏈的親合長度，Wj為Jj和Kj的最大公約數，即wj=gcd(Jj,Kj);
[0008] 步驟三、對各條耦合鏈的I~L個位置，隨機選擇a個變量節點和b個校驗節點；
[0009] 步驟四、針對第j條耦合鏈，在第i個位置處，將所選擇的a個變量節點所連接的 原本連接在該位置上的b個校驗節點上的邊，連接到第z條耦合鏈的第i個位置上所選 擇的b個校驗節點上，遍歷i從1到L，j從1到C，并行連接得到SC-LDPC碼；其中，z= (jmodC)+1〇
[0010] 上述的一種可變速率SC-LDPC碼的設計方法，其特征在于：步驟四之后，還需對 步驟四中并行連接得到的SC-LDPC碼的碼率進行計算，具體的計算方法為：
[0011] 當并行連接得到的SC-LDPC碼的碼率大于等于0. 5時，碼率大于等于0. 5的
【主權項】
1. 一種可變速率SC-LDPC碼的設計方法，其特征在于該方法包括以下步驟： 步驟一、選取相互獨立且碼率不同的C條耦合鏈準備進行并行連接，其中，第j條耦合 鏈表示為C (外％ Lp，j e [1，C]，1為第j條耦合鏈變量節點的度，L為第j條耦合鏈校 驗節點的度，h為第j條耦合鏈的耦合長度，每一條耦合鏈共有h個位置； 步驟二、定義參數a = min {K/，K2'，…，Kc'}，定義參數b = min {J/，J2'，…，Jc'}，定義 參數L = min IL1, L2，…，LJ，其中，K/為第j條耦合鏈每個位置上的變量節點數目且K/ = IVVjJ/為第j條耦合鏈每個位置上的校驗節點數目且J/ =1/%，1^為第」條耦合鏈的 親合長度，Wj為J』和K』的最大公約數，即w』=gcd(J』，Kj); 步驟三、對各條耦合鏈的1~L個位置，隨機選擇a個變量節點和b個校驗節點； 步驟四、針對第j條耦合鏈，在第i個位置處，將所選擇的a個變量節點所連接的原本 連接在該位置上的b個校驗節點上的邊，連接到第z條耦合鏈的第i個位置上所選擇的b個 校驗節點上，遍歷i從1到L，j從1到C，并行連接得到SC-LDPC碼；其中，z = (jmodC) +1。
2. 按照權利要求1所述的一種可變速率SC-LDPC碼的設計方法，其特征在于：步驟四 之后，還需對步驟四中并行連接得到的SC-LDPC碼的碼率進行計算，具體的計算方法為： 當并行連接得到的SC-LDPC碼的碼率大于等于0. 5時，碼率大于等于0. 5的SC-LDPC 碼的碼率
當并行連接得到的SC-LDPC碼的碼率小于等于0. 5時，碼率小于等于0. 5的SC-LDPC 碼的碼率.
其中，k為2~C+1的整數，L1為第第1條耦合鏈的耦合長度，L η為第k-Ι條耦合鏈 的耦合長度。
【專利摘要】本發明公開了一種可變速率SC-LDPC碼的設計方法，包括步驟：一、選取C條耦合鏈準備進行并行連接；二、定義參數a＝min{K′1,K′2,…,K′C}，b＝min{J′1,J′2,…,J′C}，L＝min{L1,L2,…,LC}；三、對各條耦合鏈的1～L個位置，隨機選擇a個變量節點和b個校驗節點；四、針對第j條耦合鏈，在第i個位置處，將所選擇的a個變量節點所連接的原本連接在該位置上的b個校驗節點上的邊，連接到第z條耦合鏈的第i個位置上所選擇的b個校驗節點上，遍歷i從1到L，j從1到C。本發明方法步驟簡單，實現方便，得到的SC-LDPC碼具有可變碼率，不會改變變量節點和校驗節點的度分布，設計得到的SC-LDPC碼的譯碼性能優異。
【IPC分類】H03M13-11
【公開號】CN104852747
【申請號】CN201510282647
【發明人】李穎, 劉洋, 郭旭東, 孫岳
【申請人】西安電子科技大學
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月28日