[发明专利]一种基于Hoey序列的非规则Type-II QC-LDPC码构造方法

说明书

本发明涉及一种基于Hoey序列(Hoey Sequence,HS)的非规则Type‑II准循环低密度奇偶校验码(Quasi‑Cyclic Low‑Density Parity‑Check,QC‑LDPC)码构造方法，该方法主要通过三个步骤来完成，首先构造新颖的指数子矩阵E₁(H)和E₂(H)，然后设计扩展因子p的取值，利用扩展因子对指数子矩阵进行扩展，从而构造出校验子矩阵H₁和H₂，最后将校验子矩阵H₁和H₂对应位置的元素进行异或运算，构造出检验矩阵H。该方法所构造的校验矩阵H具有大的最小距离，能避免四环，具有较少数量的六环，所以用该构造方法所构造的QC‑LDPC码具有较好的纠错性能，并且基于Hoey序列的构造方法数学基础较简单，仅限于整数加法、乘法和取模运算，编码复杂度较低。用该构造方法构造了适用于深空通信，卫星数字视频广播等领域中，码率为0.67的QC‑LDPC(5226,3484)码，并用Matlab对其仿真，其具有较好的纠错性能。

技术领域

本发明属于信道处理中的信道编码领域，涉及一种基于Hoey序列的非规则Type-II QC-LDPC码构造方法。

背景技术

通信系统的目的在于能够保证信息有效可靠地传输，但传输过程中有各种干扰，所以为了保证信息的可靠传输就有了前向纠错(ForwardErrorCorrection,FEC)技术，它是通过在有效信息中添加少量的冗余信息来发现并纠正误码。随着通信系统的发展，对价格更便宜、速度更快以及传输更可靠的需求日益增长，在大量不同的信道下，FEC技术现已确定了以低密度奇偶校验(Low-DensityParity-paritycheck,LDPC)码为主的技术路线，LDPC码是目前最具有发展潜力的编码技术。

在结构化LDPC码中，最有发展前景的一类码是QC-LDPC码，因为QC-LDPC码的校验矩阵具有特殊的准循环性质，所以对于其编译码模块的硬件实现，只需用移位寄存器即可，实现起来较容易，且编译码复杂度低。另外对于其译码模块，因为具有准循环的特性，用来信息交换的线路变得简单，也可并行译码，所以对于译码速度和译码复杂度两者，可以找到平衡，从而编解码可以更有效率，超大规模集成电路更有可能实现。QC-LDPC码通常分为两类，Type-IQC-LDPC码和Type-IIQC-LDPC码，目前大多数构造方法所构造的QC-LDPC码都是属于Type-IQC-LDPC码。Type-IIQC-LDPC码与Type-IQC-LDPC码相比，它通常有更大的最小距离上限值，一个(J,L)规则Type-IQC-LDPC码的最小距离上限为d_min≤(J+1)！，一个Type-IIQC-LDPC码的最小距离上限为d_min≤(J+1)！2^J，随着最小距离值增大，检错纠错能力也就增强，所以Type-IIQC-LDPC码具有更好的检错纠错性能。但是，在Type-IIQC-LDPC码的校验矩阵中，由于元素1的密度较大，会出现很多短环，例如四环和六环，会直接使译码性能下降，短环是影响QC-LDPC码性能的重要因素，在译码采用和积算法(SumProduct Algorithm,SPA)译码算法时，会因为短环的存在损失一定的性能。比如，围长为4时，相关节点的信息经过两次迭代就能传回给本身，如果消息是错误的，那么就会得到错误传播，进而导致译码产生错误甚至不能进行正确的译码，所以保证Type-IIQC-LDPC码的校验矩阵中没有短环是一研究热点。