[发明专利]一种利用ACE与Zig-Zag的低错误平层QC-LDPC码构造方案

说明书

本发明涉及一种利用ACE与Zig‑Zag的低错误平层QC‑LDPC码构造方案。该方案的基本矩阵由PEG与ACE算法搜索构造，目的是提升基本矩阵中环的连通性。然后将基于Zig‑Zag移位系数设计方案设计的移位矩阵对基本矩阵循环扩展，以此得到校验矩阵。该构造方法的码率可灵活选择且计算复杂度低。仿真结果表明，在误码率为10^‑6时，所构造的码率为0.5的PAZZ‑QC‑LDPC(3024,1512)码与同码率码长的两种LDPC码型相比，净编码增益都有一定提升。此外，PAZZ‑QC‑LDPC(3024,1512)码在信噪比2dB以后并未出现明显的错误平层。因而该方案能满足通信系统中低错误平层的要求。

技术领域

本发明属于信道处理中的信道编码领域，涉及一种利用ACE与Zig-Zag的低错误平层QC-LDPC码新颖构造方案。

背景技术

近年来，低密度奇偶检验(Low-DensityParity-Check,LDPC)码的优越性得到国内外科研工作者关注，并且已成为现代通信系统不可或缺的部分，被用来检测和修正由信道效应如噪声、衰减和干扰等引起的信息传输错误。然而，其性能提高的同时，编码复杂度也同样提高了，进而导致实际应用中成本增加和资源浪费。为了解决该问题，国内外学者提出了QC-LDPC码，其校验矩阵由于具有准循环特性，因而在实际通信系统的应用中具有硬件容易实现的优点。

目前，QC-LDPC码的校验矩阵的构造有基于组合数学，有限域，欧氏几何等构造方案，每一种方案的深入研究都是为了使构造的LDPC码的纠错性能有一定地提高，同时降低硬件实现的复杂度。影响纠错性能的因素有很多，包括围长，陷阱集(trappingset)，ACE等。

本发明涉及一种利用ACE与Zig-Zag的低错误平层QC-LDPC码新颖构造方案，基本矩阵M由PEG与ACE算法搜索构造，目的是提升基本矩阵M中环的连通性。然后将基于Zig-Zag的移位系数设计方案设计的移位矩阵P对基本矩阵M进行循环扩展，以此得到校验矩阵H。其中循环矩阵P中循环移位系数是通过简单的代数表达式描述，无需计算机搜索即可完全消除长度为4的环，从而降低内存需求，再加上基本矩阵M的构造是通过ACE算法来提升环的连通性，所以所构造的码型有极少的6环和8环。该方案除了能够改善高信噪比区域的错误平层，还具有码长、码率的任意可设性。因而该方案能满足通信系统对纠错码具有码率可灵活选择、低错误平层和计算复杂低的需求。结果表明，该方案构造的QC-LDPC码的纠错性能要优于经典的PEG构造的LDPC码、PEG-Zig-Zag(PZZ)-QC-LDPC(3024,1512)码和PEG-ACE(PA)-QC-LDPC(3024,1512)码。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用ACE与Zig-Zag的低错误平层QC-LDPC码新颖构造方案，基本矩阵M由PEG与ACE算法搜索构造，目的是提升基本矩阵M中环的连通性。然后将基于Zig-Zag的移位系数设计方案设计的移位矩阵P对基本矩阵M进行循环扩展，以此得到校验矩阵H。其中循环矩阵P中循环移位系数是通过简单的代数表达式描述，无需计算机搜索即可完全消除长度为4的环，从而降低内存需求，再加上基本矩阵M的构造是通过ACE算法来提升环的连通性，所以所构造的码型有极少的6环和8环。该方案除了能够改善高信噪比区域的错误平层，还具有码长、码率的任意可设性。因而该方案能满足通信系统对纠错码具有码率可灵活选择、低错误平层和计算复杂低的需求。为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用ACE与Zig-Zag的低错误平层QC-LDPC码新颖构造方案，包括：

首先，利用ACE算法和PEG算法相结合，通过搜索构造一个24×48的基本矩阵M，目的是提升基本矩阵M中环的连通性；