一种有限长ldpc码的打孔算法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信技术领域，特别是设及一种有限长LDP邱马的打孔算法。
【背景技术】
[0002] 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)。
[0003] 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。
[0004] 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。
【发明内容】
[0005] 本发明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。
[0006] -种有限长LDP邱马的打孔算法，包括W下步骤：
[0007] 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；
[0008] 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;
[0009] 3)对于母码，构造均匀分配有效校验信息后的节点集合NEW;
[0010] 4)选择集合PRIOR与集合NEW的交集，并随机选择一个节点；
[0011] 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。
[0013] 在本发明的较佳实施例中，所述步骤2)按如下步骤进行：
[0014] 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；
[0015] 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；
[0016] 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。
[0017] 在本发明的较佳实施例中，所述步骤3)中按如下步骤进行：
[0018] 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；
[0019] 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；
[0020] 3c)在3b)中所得的行中1所在的列，寻找最小有效列重的列；
[0021] 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。
[0022] 在本发明的较佳实施例中，所述步骤4)中按如下步骤进行：
[0023] 4a)把集合PRIOR中具有最大有效列重的列选出；
[0024] 4b)在4a)所选出的列中，选择具有最小列重的列；
[0025] 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。
[0026] 本发明中的有限长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】
[0027] 图1是分组排序算法分组示意图；
[0028] 图2是本发明对规则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；
[0029] 图3是本发明对非规则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】
[0030] 下面结合附图对本发明做进一步的说明，
[0031] 对于一个码长为N，信息位长为K的母码，其校验矩阵为
[0032] Hmxn，（m=N-K，n = N)，本发明的具体实现步骤如下：
[0033] 步骤1，依据目标码率，计算需要删除的信息比特个数。
[0034] 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)
[0036] 根据(1)式，计算需要删除的信息比特总个数为：
[0037]
(2>
[0038] 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。
[0039] 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。
[0040] 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。
[0041] 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