一种准随机ldpc卷积码的构造方法及编码器设计的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种准随机LDPC卷积码的构造方法及编码器设计，其包括如下步骤：按照Gallager随机构造规则获取LDPC分组码的校验矩阵，对其进行行、列随机交换消除不利因素，得到矩阵Hg；从左至右逐次置换偶数列，再置换奇数列；进行置数以及四环检测；以1/2斜率对校验矩阵进行剪切；进行横向及纵向合并得到一种新的(l，3，6)LDPC卷积码构造方案；对其进行基于周期动态的编码。本发明提供的准随机LDPC卷积码的构造方法过程简洁，能保证良好的纠错性能，具有数量丰富的可选码源，在编码复杂度上与LDPC分组码相比具有较强竞争力，设计的基于周期动态索引的编码器具有较强的通用性和可移植性。
【专利说明】一种准随机LDPC卷积码的构造方法及编码器设计
【技术领域】
[0001]本发明涉及纠错码领域的卷积码的构造方法及编码器设计，特别涉及一种准随机LDPC卷积码的构造方法及其编码器设计。
【背景技术】
[0002]Jimenez提出LDPC卷积码是一种由半无限长稀疏校验矩阵定义的纠错码类，具有较高的性价比，Bates S2005年说明其不需分块便能完成连续数据的编译码，特别适合可变帧长度的通信系统，主要包含两种类型，一种是随机LDPC卷积码，可通过对随机LDPC分组码的校验矩阵进行一系列处理，获得半无限长的稀疏校验矩阵；另一种是准循环LDPC卷积码，上世纪70年代有学者提出一种用分组码构造卷积码的方法，泰纳将分组码的适用范围从循环码扩展到准循环码(QC:quas 1-cyclic codes),当QC码为低密度校验码时，即可构造获得准循环LDPC卷积码。但LDPC卷积码的优势主要体现在大约束度码型的可译性上，但此时生成多项式的稀疏性并不利于信息位的充分利用，因此，随机LDPC卷积码和准循环LDPC卷积码均采纳了时变周期卷积码的编码策略，其特点是生成多项式随时间变化而变化，即便单个时刻的生成多项式是稀疏的，也能充分利用所有信息位，提高卷积码的纠错性能。但Jimenez提出的方法对校验矩阵剪切时，须先隔行、再两边插入固定序列，过程较为繁琐
[0003]目前，LDPC卷积码是纠错码领域的一个研究热点，IEEE文献有不少相关成果面世，但其份额却远不及LDPC分组码，特别是随机LDPC卷积码，显示出研究力度明显不足，且已有的构造过程不够简洁，纠错性能有待进一步提高，编码器的设计方法也有待进一步改
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【发明内容】
[0004]本发明旨在针对上述问题，特别创新地提出了一种准随机LDPC卷积码的构造方法及编码器设计。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种准随机LDPC卷积码的构造方法及编码器设计，其包括如下步骤:
[0006]S1:按照Gallager随机构造规则获取LDPC分组码的校验矩阵，对其进行行、列随机交换消除不利因素，得到矩阵Hg ；
[0007]S2:从左至右逐次置换偶数列，再置换奇数列；
[0008]S3:进行置数以及四环检测；
[0009]S4:以1/2斜率右下斜线对校验矩阵进行剪切；
[0010]S5:进行横向及纵向合并得到一种新的(1，3，6)LDPC卷积码构造方案；
[0011]S6:对其进行基于周期动态的编码。
[0012]本发明提供的准随机LDPC卷积码的构造过程简洁，具有良好的纠错性能，码源数量丰富，可选面广，使其在编码复杂度方面有较强竞争力。本发明设计的是基于周期动态索引的编码器，其结构单一，具有较强的通用性和可移植性。
[0013]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0015]图1是本发明采用的准随机LDPC卷积码的构造编码方法的流程图
[0016]图2是本发明用于构造准随机LDPC卷积码的基础矩阵Hg ；
[0017]图3是本发明用于构造准随机LDPC卷积码的列置换示意图；
[0018]图4是本发明用于构造准随机LDPC卷积码的置数示意图；
[0019]图5是本发明用于构造准随机LDPC卷积码的剪切方法示图；
[0020]图6是本发明用于构造准随机LDPC卷积码的合并方法示意图；
[0021]图7是图1中的基于周期动态索引的编码器；
[0022]图8是本发明的准随机LDPC卷积码误比特率与性噪比关系曲线。
【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0024]本发明公开了本一种准随机LDPC卷积码的编码构造方法，其包括如下步骤:
[0025]S1:按照Gallager随机构造规则获取LDPC分组码的校验矩阵，对其进行行、列随机交换消除不利因素，得到矩阵Hg ；
[0026]S2:从左至右逐次置换偶数列，再置换奇数列；
[0027]S3:进行置数以及四环检测；
[0028]S4:以1/2斜率右下斜线对校验矩阵进行剪切；
[0029]S5:进行横向及纵向合并得到一种新的(1，3，6)LDPC卷积码构造方案；
[0030]S6:对其进行基于周期动态的编码。
[0031]本发明的目的是构造一种新的(1，3，6)准随机LDPC卷积码，其构造过程简洁，能很好的保证码的纠错性能，码源数量非常多，可选面广，使LDPC卷积码在编码复杂度存有较强竞争力，且基于周期动态索引设计的编码器结构单一，具有较强的通用性和可移植性。
[0032]本发明构造的是一种信息位长度和编码长度分别为I和2的LDPC卷积码，设对应
半无限长校验矩阵为:
[0033]
【权利要求】
1.一种准随机LDPC卷积码的构造编码方法，其特征在于，包括如下步骤: 51:按照Gallager随机构造规则获取LDPC分组码的校验矩阵，对其进行行、列随机交换消除不利因素，得到矩阵Hg; 52:从左至右逐次置换偶数列，再置换奇数列； 53:进行置数以及四环检测； 54:以1/2斜率右下斜线对校验矩阵进行剪切； 55:进行横向及纵向合并得到一种新的(1，3，6)LDPC卷积码构造方案； 56:对其进行基于周期动态的编码。
2.如权利要求1所述的一种准随机LDPC卷积码的构造编码方法，其特征在于，所述准随机LDPC卷积码其码率R = 1/2，信息位长度和编码长度分别为I和2。
3.如权利要求1所述的一种准随机LDPC卷积码的构造编码方法，其特征在于，对所述按照Gallager随机构造规则获取LDPC分组码的校验矩阵，其包括如下步骤: 511:建立R = 1/2的LDPC卷积码的半无限长校验矩阵H:
4.如权利要求1所述的一种准随机LDPC卷积码的构造编码方法，其特征在于，所述对Hg实施列置换，其包括如下步骤: 521:从左至右逐次置换偶数列，方法为在Hg的剩余列中扫描Ol ； 522:从左至右逐次置换奇数数列，方法为在Hg的剩余列中扫描00 ；S23:稀疏矩阵Hg的尺寸足够大吋，O的数量远多于1，能确保扫到OO的高概率。若扫描失败，则返回SI，重新开始。
5.如权利要求1所述的ー种准随机LDPC卷积码的构造编码方法，其特征在于，所述置数以及四环检测，其包括如下步骤: 531:将列置换后的矩阵中0100的首尾两个元素取反,置为1101 ； 532:进行四环检测，若产生短环，则返回SI。
6.如权利要求1所述的ー种准随机LDPC卷积码的构造编码方法，其特征在于，所述进行横向及纵向合并，其包括如下步骤: 551:将S4剪切得到的左下三角形向右平移，与右上三角形并接，得到新的矩阵，该矩阵的第一行对应矩阵H的第I列，可以此类推； 552:将S51所得矩阵向其自身右下方重复并接，得到周期的半无限长稀疏校验矩阵。
7.如权利要求1所述的ー种准随机LDPC卷积码的构造编码方法，其特征在干，对所述的S1、S2、S3、S5均不会改变矩阵的行、列重，也不产生四环。S2和S3联合限定了对角元素的取值，对于任意时间tG l~m，均有
8.如权利要求1所述的ー种准随机LDPC卷积码的构造编码方法，其特征在干，对所述的Gallager随机LDPC分组码，一旦其码长N确定后，准随机LDPC卷积码的编码约束度I和周期T也随之确定，三者的关系为I=T-1= N/2-1。
9.如权利要求1所述的ー种准随机LDPC卷积码的构造编码方法，其特征在干，对所述基于周期动态索引的编码器设计，其包括如下步骤: 561:设0~I时刻输入编码器的信息序列为:
【文档编号】H03M13/11GK103532570SQ201310507155
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】彭万权, 熊于菽, 冉晟伊, 张承畅, 冯文江 申请人:重庆工程职业技术学院