[發明專利]一種利用EETS與Zig-Zag的低錯誤平層QC-LDPC碼構造方案

在審

• 申請號: 201810414881.X
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108566212A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 袁建國;鄭德猛;孫樂樂;王宏森;劉書涵;姚瑞年;張秦望;龐宇;林金朝
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種利用EETS與Zig?Zag的低錯誤平層QC?LDPC碼構造方案。該方案的基本矩陣由PEG與EETS算法搜索構造，目的是減少基本矩陣中小基本陷阱集。然后將利用Zig?Zag結構的移位矩陣對基本矩陣循環擴展，以此得到校驗矩陣。該構造方案的碼率可靈活選擇且計算復雜度低。仿真結果表明，在誤碼率為10^?6時，所構造的碼率為0.5的PTZZ?QC?LDPC(3024,1512)碼與同碼率碼長的三種LDPC碼型相比，凈編碼增益都有一定提升。此外，PTZZ?QC?LDPC(3024,1512)碼在信噪比2.2dB以后并未出現明顯的錯誤平層。因而該方案能滿足通信系統中低錯誤平層的要求。

技術領域

本發明屬于信道處理中的信道編碼領域，涉及一種利用EETS與Zig-Zag的低錯誤平層QC-LDPC碼新穎構造方案。

背景技術

近年來，低密度奇偶檢驗(Low-DensityParity-Check,LDPC)碼的優越性得到國內外科研工作者關注，并且已成為現代通信系統不可或缺的部分，被用來檢測和修正由信道效應如噪聲、衰減和干擾等引起的信息傳輸錯誤。然而，其性能提高的同時，編碼復雜度也同樣提高了，進而導致實際應用中成本增加和資源浪費。為了解決該問題，國內外學者提出了QC-LDPC碼，其校驗矩陣由于具有準循環特性，因而在實際通信系統的應用中具有硬件容易實現的優點。

目前，QC-LDPC碼的校驗矩陣的構造有基于組合數學，有限域，歐氏幾何等構造方案，每一種方案的深入研究都是為了使構造的LDPC碼的糾錯性能有一定地提高，同時降低硬件實現的復雜度。影響糾錯性能的因素有很多，包括圍長，陷阱集(TrappingSet)，環的連通性等。

本發明涉及一種利用EETS與Zig-Zag的低錯誤平層QC-LDPC碼新穎構造方案，基本矩陣M由PEG與EETS算法搜索構造，目的是減少基本矩陣中小基本陷阱集。然后將基于Zig-Zag的移位系數設計方案設計的移位矩陣P對基本矩陣M進行循環擴展，以此得到校驗矩陣H。其中循環矩陣P中循環移位系數是通過簡單的代數表達式描述，無需計算機搜索即可完全消除長度為4的環，從而降低內存需求，再加上基本矩陣M的構造是通過EETS算法來減少基本矩陣中小基本陷阱集，所以所構造的碼型無6環，存在極少的8環。該方案除了能夠改善高信噪比區域的錯誤平層，還具有碼長、碼率的任意可設性。因而該方案能滿足通信系統對糾錯碼具有碼率可靈活選擇、低錯誤平層和計算復雜低的需求。結果表明，該方案所構造的PEG-EETS-Zig-Zag(PTZZ)-QC-LDPC(3024,1512)碼的糾錯性能要優于PEG-LDPC(3024,1512)、PEG-Zig-Zag(PZZ)-QC-LDPC(3024,1512)碼和PEG-EETS(PT)-QC-LDPC(3024,1512)碼。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種利用EETS與Zig-Zag的低錯誤平層QC-LDPC碼新穎構造方案，基本矩陣M由PEG與EETS算法搜索構造，目的是減少基本矩陣中小基本陷阱集。然后將基于Zig-Zag的移位系數設計方案設計的移位矩陣P對基本矩陣M進行循環擴展，以此得到校驗矩陣H。其中循環矩陣P中循環移位系數是通過簡單的代數表達式描述，無需計算機搜索即可完全消除長度為4的環，從而降低內存需求，再加上基本矩陣M的構造是通過EETS算法來減少基本矩陣中小基本陷阱集，所以所構造的碼型無6環，存在極少的8環。該方案除了能夠改善高信噪比區域的錯誤平層，還具有碼長、碼率的任意可設性。因而該方案能滿足通信系統對糾錯碼具有碼率可靈活選擇、低錯誤平層和計算復雜低的需求。為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種利用EETS與Zig-Zag的低錯誤平層QC-LDPC碼新穎構造方案，包括：

首先，利用EETS算法和PEG算法相結合，通過搜索構造一個24×48的基本矩陣M，目的是減少基本矩陣中小基本陷阱集；