一种适用于导频通信系统的ldpc码信息位替换方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于导频通信系统的LDPC码信息位替换方法，本发明提出在使用LDPC码作为信道编码的通信系统中，一种确定各信息节点所在不同长度的环的个数的方法，并在此基础上，进一步提出寻找LDPC码中较小环分布较广的由信息位生成的信息节点，以确定的初始值进行替换，并把这些信息节点作为导频进行传输的方法。实验表明，选定的(1000，500)的LDPC码在50个信息位改作导频，从而码率降低的代价下，设定最大迭代次数为10，在信噪比为3.1dB时误码率能提高大约两个数量级。
【专利说明】一种适用于导频通信系统的LDPC码信息位替换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，尤其涉及的是一种适用于导频通信系统的LDPC码信息位替换方法。
【背景技术】
[0002]无论是单载波还是多载波通信系统，导频都是一种很常用的符号同步、信道估计方式。其在信道编码外传递已知信息，收端可根据收到的此已知信息进行相关同步和对信道进行估计。因为导频的引入，不可避免地降低了信道的带宽利用率。另一方面，LDPC码因为其优异的性能，逐渐在通信系统中开始得以应用，如中国数字地面电视标准和DVB-S2 [8]。LDPC码译码一般采用BP算法或最小和算法等BP算法的简化算法。本质上，该算法是一个信息传递迭代的过程，其获得最优性能的前提是LDPC码中没有环的存在，迭代的信息不会发生自相关。但因为实际应用的LDPC码长度有限，特别是适合实时通信的中短长的LDPC码，具有较小长度的环分布广泛，从而迭代过程中信息相关不可避免。如此，这些环的大小和分布对该LDPC码的性能有着直接的影响。因此，LDPC码研究的一个方向即是构造无小环分布的LDPC码。在信息相关发生时，如果涉及的相关信息节点因为噪声的加入而造成错误，则该错误的信息难以得到更新；而如果涉及的相关信息节点判决正确，则此正确的信息因为译码的“波浪效应”而传递给其它相邻的信息节点，从而有助于其他信息节点的译码迭代正确。因此，本发明提出一种寻找具有广泛小环分布的由信息位生成的信息节点，以其为通信系统的导频，从而在不增加冗余的情况下提高信道译码性能的方法。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种适用于导频通信糸统的LDPC码信息位替换方法。
[0004]本发明的技术方案如下:
[0005]一种适用于导频通信系统的LDPC码信息位替换方法，首先计算任意信息节点所在长度为21的环的个数，包括以下步骤:
[0006]计算M X N的LDPC码中环的算法:
[0007]Al以LDPC码对应二分图的任意信息节点Vi作为树的根，得到树的第O层，其中O ^ i ^ N-1 ；
[0008]A2以Vi的相邻的校验节点集合M(Vi)作为Vi的子节点，得到树的第I层,此时,Vi为M(Vi)中各元素的父节点；
[0009]A3对每个元素C」，Cj e M(Vi)，以集合L (Cj) Xvi作为Cj的子节点，得到树的第2层，此时，Cj为L(Cp\Vi中各元素的父节点；其中，L(Cp\Vi表示的除Vi外所有的相邻的信息节点；
[0010]A4对每个元素vk，vk e L(Cj)，以集合M (vk) \ Cj作为Vk的子节点，得到树的第3层，此时，Vk为M(vk) \ Cj中各元素的父节点；其中，M(vk) \ Cj表示Vk的除&外所有的相邻的信息节点；
[0011]A5跳到步骤c循环，直到构建完成第η层，此时得到以Vi为根的树Τ，在树T中，以每个元素Cj为根，Cj e M(Vi)，令t= IM(Vi) 1，可得到树T的子树TQ、T1……IV1，其中算子Xl表示集合X中元素的个数；
[0012]A6在树T的第1层，1〈1≤n，当1为奇数，若有某节点Cp出现两次，0<p ≤M, Cp分别属于子树Tx和Ty,其中O≤X, y≤t-ι且X古y,则信息节点Vi包含于某长度为21的环中；同理，当I为偶数，若有某节点V,出现两次，0〈q SN，V,属于不同的子树，信息节点Vi包含于某长度为21的环中；如此，查找第1层所有出现多次的节点，可得到信息节点Vi所在的长度为21的环的个数；
[0013]然后选择用于导频的信息节点编译码，具体步骤如下:
[0014]BI由生成矩阵确定用于信道编码的IDPC码中由信息位构成的信息节点集合M= (In1, m2...mk)，其中k为此LDPC码的信息位个数；
[0015]B2查找Hii所在的长度为η的环的个数Cn，其中，i∈(0，1，...k)，n e (4，6,...2s)；
[0016]B3计算Hii所在环的加权和:
[0017]
【权利要求】
1.一种适用于导频通信系统的LDPC码信息位替换方法，其特征在于，首先计算任意信息节点所在长度为21的环的个数，包括以下步骤: 计算MXN的LDPC码中环的算法: Al以LDPC码对应二分图的任意信息节点Vi作为树的根，得到树的第O层，其中 A2以Vi的相邻的校验节点集合M(Vi)作为Vi的子节点,得到树的第I层,此时，Vi为M(Vi)中各元素的父节点； A3对每个元素Cj，Cj e M(Vj)，以集合L(Cj)Wi作为Cj的子节点，得到树的第2层，此时，Cj为L(A)Wi中各元素的父节点；其中，L(Cj) Wi表示的除Vi外所有的相邻的信息节点； A4对每个元素vk，vk e L(Cj)，以集合M(vk) \ Cj作为Vk的子节点，得到树的第3层，此时，Vk为M(Vk) \ Cj中各元素的父节点；其中，M(vk) \ Cj表示Vk的除&外所有的相邻的信息节点； A5跳到步骤c循环，直到构建完成第η层，此时得到以Vi为根的树Τ，在树T中，以每个元素Cj为根，Cj e M(Vi)，令t= IM(Vi) |，可得到树T的子树I；、T1……IV1，其中算子|X|表示集合X中元素的个数； A6在树T的第I层，1<1 ，当I为奇数，若有某节点Cp出现两次，0〈p ( M, cp分别属于子树Tx和Ty，其中O≤X，y≤t-1且X古y,则信息节点Vi包含于某长度为21的环中；同理，当I为偶数，若有某节点 ' 出现两次，0〈q ( N, vq属于不同的子树，信息节点Vi包含于某长度为21的环中；如此，查找第I层所有出现多次的节点，可得到信息节点Vi所在的长度为21的环的个数； 然后选择用于导频的信息节点编译码，具体步骤如下: BI由生成矩阵确定用于信道编码的LDPC码中由信息位构成的信息节点集合M=On1,m2...mk)，其中k为此LDPC码的信息位个数； B2查找Hii所在的长度为η的环的个数cn，其中，i e (O，1，...k)，n e (4,6,...2s)； B3计算Iiii所在环的加权和:
【文档编号】H04L1/00GK103780355SQ201410058510
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】林竞力 申请人:西华大学