[发明专利]一种基于重要性采样技术的LDPC码打孔方法

说明书

本发明中的基于重要性采样技术的LDPC码打孔方法首先利用重要性采样技术搜索出LDPC码译码过程中陷入陷阱集的错误比特位置,然后将这些错误比特位置做为一个新的选择标准，加入到之前的打孔方法中,由新设计的打孔方法构造的不同速率的码字，该LDPC码打孔方法可以适应各种信道的打孔方法，以改善LDPC码的误码率性能，在瀑布区和错误平层区都有较好的译码性能，能有效地降低了打孔码字的错误平层。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于重要性采样技术的LDPC码打孔方法。

背景技术

通信信道的信道状态通常是随时间时刻变化的。传统的信道编码是采用固定的码率来传输信息，这种做法是不合适的。当信道状态变差时，可能会造成传输误码率的增高；当信道状态变好时，可能会造成传输速率过慢，资源的浪费。通过自适应编码调制技术可有效的克服此缺点。自适应编码调制技术可以动态适应信道的变化，从而提高传输速率和传输可靠性，逼近Shannon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实施的关键就是构造一系列码率不同的码字。构造不同码率的码字是通过速率兼容技术来实现的。速率兼容技术可以实现的码率从低到高，或者从高到低的灵活变换，打孔是速率兼容技术的一种，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n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)。

2006年Ha.J首次提出一种分组排序算法。由于LDPC码主要通过迭代译码。分组排序算法选择出具有不同的迭代恢复次数的节点来打孔，根据选择的节点的个数，来构造不同码率的LDPC码。首先，把LDPC校验矩阵展开成树图形式。再根据节点在树图上的结构，把所有的节点分成n组(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。1步可恢复节点就是在迭代译码过程中，只需要一次迭代，就能通过(被)传递来的信息所纠正。最后将每一组的所有节点通过特定的规则排列顺序。所有的节点就变成了一个有序的序列，从第1组排列到第n组。根据需要构造的码率，从这个序列的开始端来选择打孔节点。

分组排序算法是在树图的基础上来选择打孔节点。所有的打孔节点在译码恢复的过程中，都是按照已经设计好的树图来恢复，即在迭代译码过程中，通过树图中的未打孔节点传递给打孔节点正确信息，来纠正打孔节点。算法在选择打孔节点时，尽量较多地选择1步可恢复节点或者2步可恢复节点。这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。由于大量的有效校验信息被集中在这些节点附近，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。这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，但整体的译码性能并不是很好。

近些年来，出现的打孔方法都是在分组排序算法的基础上改进的，有些算法增加了一些内部结构的搜索，例如停止集，环外来信息度等等。这些新的打孔方法在性能上有所提高，但方法只局限于某种特定信道，后者忽视了信道的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服了上述分组排序方法性能较差的缺点，提出了一种可以适应各种信道的打孔方法，以改善LDPC码的误码率性能，并有效地降低了打孔码字错误平层的一种基于重要性采样技术的LDPC码打孔方法。

一种基于重要性采样技术的LDPC码打孔方法，包括以下步骤：

1)对LDPC码在某一信道下，进行仿真，找到LDPC码的性能曲线进入错误平层时的信噪比阈值；

3)在此信噪比阈值下，利用重要采样技术，对LDPC码进行错误冲击，并记录下造成LDPC码译码错误的节点位置和错误次数；