[发明专利]一种用于M元扩频水声通信的多元LDPC码构造方法

说明书

本发明公开了一种用于M元扩频水声通信的多元LDPC码构造方法,该方法包括，步骤一：根据目标码率R和码长N确定变量节点度数n和校验节点度数m，同时选取和优化度分布对；步骤二：按照步骤一中变量节点度数n，校验节点度数m和变量节点度分布采用渐进边增长算法构造出多元LDPC码基矩阵Hsubgt;b/subgt;。本发明实现了在水声通信中联合使用M元扩频和多元LDPC码来提高通信质量。

技术领域：

本发明属于水声通信技术领域，具体涉及一种用于M元扩频水声通信的多元LDPC码构造方法。

背景技术：

随着时代的进步，人们对于海洋探索的能力日益增强，对水下通信的需求也日益增加，然而，水下声信道十分复杂，有着严重的多径效应、多普勒效应以及噪声影响，这些因素导致了水声通信技术发展缓慢。M元扩频通信能有效克服多径效应带来的码间串扰，多元LDPC码与二元LDPC码不同，是基于符号概率进行编译码操作，具有更强的抗突发性错误能力，有更多的编码增益。因此，如何在水声通信中联合使用M元扩频和多元LDPC码，以提高通信质量是有待解决的技术问题。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于M元扩频水声通信的多元LDPC码构造方法，实现了在水声通信中联合使用M元扩频和多元LDPC码来提高通信质量。

本发明的技术解决方案是，提供一种用于M元扩频水声通信的多元LDPC码构造方法,该方法包括，

步骤一：根据目标码率R和码长N确定变量节点度数n和校验节点度数m，同时选取和优化度分布对；

步骤二：按照步骤一中变量节点度数n，校验节点度数m和变量节点度分布采用渐进边增长算法构造出多元LDPC码基矩阵H_b；

步骤三：按照设定好的扩展系数Z进行QC扩展，同时消除4环和6环，生成目标校验矩阵H_qc和循环移位系数矩阵S；

步骤四：设置生成的矩阵个数Num，统计4环和6环路径数量，选择无4环且6环路径数最少的校验矩阵保存；

步骤五：将多元LDPC码校验矩阵用于M元扩频水声通信仿真中验证性能。

优选的，多元LDPC码为M元，并与M元扩频水声通信相匹配。

作为优选，步骤三具体包括如下操作，循环移位系数矩阵S与基矩阵H_b大小相同，非零元素的位置相同；在矩阵S中对H_b中零元素位置赋值s_ij＝-1，对H_b中非零元素位置在[0,M-1]赋值，使其满足H_b中的零元素由Z×Z的零矩阵替换，非零元素由循环移位后的Z×Z的单位阵乘以[1,M-1]任意元素替换生成H_qc。

步骤四采用邻接矩阵统计环路径数，令邻接矩阵统计4环数量时，统计矩阵A²中除对角线元素以外的数值大于等于2的元素个数即为4环路径数，统计6环数量时，在矩阵中满足A_i,j＝0条件下统计A³中大于等于2的元素个数，统计的元素个数即为6环路径数。

进一步的，步骤五中，M元扩频水声通信仿真采用浅海水声多径时变衰落信道模型。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明方法步骤简单，便于实现，创造性地在水声通信中联合使用M元扩频和多元LDPC码来有效提高通信质量，特别是能有效缩短多元LDPC码校验矩阵筛选时间且有较好的编码增益。

附图说明：

图1是本发明流程图。

具体实施方式：

下面结合附图就具体实施方式对本发明作进一步说明：