[發(fā)明專利]一種基于多元LDPC碼碼率兼容的比特級(jí)打孔方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010784127.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN111865333B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢荷玥;周華;王登天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M13/11
• 分類號(hào): H03M13/11
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

本發(fā)明公開了一種基于多元LDPC碼碼率兼容的比特級(jí)打孔方法，包括如下步驟：根據(jù)目標(biāo)碼率R′，計(jì)算需要打孔的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)Msubgt;R’/subgt;×m；對(duì)多元LDPC碼的校驗(yàn)矩陣Hsubgt;NB/subgt;進(jìn)行二進(jìn)制鏡像映射處理，得到二元鏡像矩陣Hsubgt;B/subgt;；計(jì)算二元鏡像矩陣Hsubgt;B/subgt;中每個(gè)變量節(jié)點(diǎn)V的度數(shù)dsubgt;s/subgt;，并依據(jù)大小順序排列得到集合G；計(jì)算集合G中前Msubgt;R’/subgt;×m個(gè)度數(shù)dsubgt;s/subgt;中適合打孔的最優(yōu)節(jié)點(diǎn)位置s；根據(jù)最優(yōu)節(jié)點(diǎn)的位置s查找該節(jié)點(diǎn)在原多元矩陣中的比特位置。本發(fā)明相對(duì)傳統(tǒng)的打孔算法每個(gè)變量節(jié)點(diǎn)的全部比特節(jié)點(diǎn)都將被刪余；而本發(fā)明對(duì)多元矩陣進(jìn)行處理，優(yōu)先選擇度數(shù)小的變量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行刪除,選擇更優(yōu)的打孔節(jié)點(diǎn)，從而有效地降低了誤碼率，在提高多元LDPC碼碼率的同時(shí)，也提高了譯碼性能的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于多元LDPC碼碼率兼容的比特級(jí)打孔方法。

背景技術(shù)

近20年來，糾錯(cuò)編碼技術(shù)快速發(fā)展。20世紀(jì)末，Macky等人的發(fā)現(xiàn)迎來了LDPC(low-density?parity-check)碼的研究熱潮。而后人們發(fā)現(xiàn)多元NB(non-binary)LDPC碼與碼長碼率近似的二元LDPC碼和Turbo碼相比，在中短碼情況下其譯碼性能具有較大增益。如何發(fā)揮NB-LDPC碼的優(yōu)勢(shì)也成為了通信領(lǐng)域值得關(guān)注的研究課題。

實(shí)現(xiàn)信息傳輸速率的可變性已經(jīng)成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域不可或缺的功能之一，其中，碼率兼容技術(shù)是實(shí)現(xiàn)信道編碼多重碼率的重要手段。LDPC碼由特定的校驗(yàn)矩陣定義，碼長和碼率受校驗(yàn)矩陣的大小限制，在信息傳輸過程中存在著碼率不夠靈活的缺點(diǎn)。基于這個(gè)問題，Hagenauer在1988年首次提出了碼率兼容的打孔型卷積碼，該算法通過對(duì)編碼之后的卷積碼(母碼)進(jìn)行打孔，得到碼率不同的子碼，有效解決了變碼率的問題。打孔通過對(duì)部分校驗(yàn)位作刪余處理，從而提高碼率，打孔位置的選擇比較復(fù)雜且直接影響譯碼性能。21世紀(jì)初期Ha和Tian等人對(duì)二元LDPC進(jìn)行了碼率兼容的研究，實(shí)現(xiàn)了二元LDPC從低碼率到高碼率的自由切換。相較于二元RC-LDPC碼，RC-NB-LDPC碼的研究在國際上相對(duì)較少，在多元譯碼時(shí)若采用傳統(tǒng)打孔算法，即符號(hào)級(jí)打孔算法，每個(gè)變量節(jié)點(diǎn)的全部比特節(jié)點(diǎn)都將被刪余，誤碼率比較高。本文提出了一種針對(duì)規(guī)則型NB-LDPC碼的新打孔算法，并仿真驗(yàn)證了該算法的有效性，所構(gòu)造的NB-RC-LDPC碼在較大的碼率范圍內(nèi)都能獲得較好的譯碼性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于多元LDPC碼碼率兼容的比特級(jí)打孔方法。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種基于多元LDPC碼碼率兼容的比特級(jí)打孔方法，其中：包括如下步驟：

步驟S1：根據(jù)目標(biāo)碼率R′，計(jì)算需要打孔的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)M_R’×m；

步驟S2：對(duì)多元LDPC碼的校驗(yàn)矩陣H_NB進(jìn)行二進(jìn)制鏡像映射處理，得到二元鏡像矩陣H_B；

步驟S3：計(jì)算二元鏡像矩陣H_B中每個(gè)變量節(jié)點(diǎn)V的度數(shù)d_s，并依據(jù)度數(shù)d_s由小到大的順序排列得到集合G；

步驟S4：根據(jù)需要打孔的個(gè)數(shù)M_R’×m，尋找集合G中前M_R’×m個(gè)度數(shù)d_s作為打孔的最優(yōu)節(jié)點(diǎn)位置s；

步驟S5：根據(jù)最優(yōu)節(jié)點(diǎn)的位置s查找該節(jié)點(diǎn)在原多元矩陣中的比特位置，即為最優(yōu)打孔變量節(jié)點(diǎn)。

為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：

進(jìn)一步地，步驟S1中符號(hào)節(jié)點(diǎn)M_R′的個(gè)數(shù)為：