一種改進(jìn)的擴(kuò)展RC-LDPC碼校驗(yàn)矩陣構(gòu)造方法
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2 改進(jìn)的擴(kuò)展RC-LDPC碼構(gòu)造方法
本節(jié)利用非規(guī)則LDPC碼中不同度數(shù)的信息節(jié)點(diǎn)對(duì)性能的不同影響，構(gòu)造出節(jié)點(diǎn)度數(shù)大的首先發(fā)送的校驗(yàn)矩陣，以此來(lái)提高整體系統(tǒng)的誤碼率，減少重傳的次數(shù)和編碼消耗的時(shí)間。同時(shí)針對(duì)構(gòu)造中出現(xiàn)4環(huán)的現(xiàn)象，文中采用一種置換母矩陣列的方式來(lái)消除短環(huán)帶來(lái)的影響。由于規(guī)則碼的度數(shù)相同，所以文中構(gòu)造的是非規(guī)則LDPC碼。
2．1 基于信息節(jié)點(diǎn)不同度分布的校驗(yàn)矩陣構(gòu)造
對(duì)于非規(guī)則LDPC碼，度分布是一個(gè)非常重要的概念。研究表明：非規(guī)則LDPC碼中，不同度數(shù)的信息節(jié)點(diǎn)在譯碼過(guò)程中發(fā)揮的作用不同。度數(shù)較大的信息節(jié)點(diǎn)比度數(shù)較小的信息節(jié)點(diǎn)連接更多的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，迭代譯碼過(guò)程中度數(shù)大的節(jié)點(diǎn)接收更多的置信度信息，使得度數(shù)大的信息節(jié)點(diǎn)譯碼后的誤比特率要低于度數(shù)小的信息節(jié)點(diǎn)。
利用擴(kuò)展方式構(gòu)造RC-LDPC碼的校驗(yàn)矩陣過(guò)程中，將校驗(yàn)矩陣進(jìn)行校驗(yàn)部分列交換，使得校驗(yàn)比特能夠按照度數(shù)由高到低的順序進(jìn)行重傳。對(duì)于部分擴(kuò)展碼率，能夠提高誤碼性能，提升吞吐量。具體的構(gòu)造方法下面將進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明：
對(duì)校驗(yàn)矩陣H進(jìn)行高斯消元，得到如圖2所示的典型校驗(yàn)矩陣的形式，可以得到生成矩陣G。在HARQ系統(tǒng)重傳中，可以采用度數(shù)大的校驗(yàn)比特節(jié)點(diǎn)首先傳輸，基于此可以對(duì)圖2結(jié)構(gòu)的校驗(yàn)矩陣再次構(gòu)造。將擴(kuò)展后的校驗(yàn)矩陣H中的擴(kuò)展矩陣部分，按照信息節(jié)點(diǎn)度數(shù)由高到低的順序進(jìn)行排列，即進(jìn)行列交換。之后為了恢復(fù)成典型校驗(yàn)矩陣的形式，再將矩陣進(jìn)行行交換。通過(guò)該過(guò)程，可以得到校驗(yàn)比特按照節(jié)點(diǎn)度數(shù)由高到低順序排列的校驗(yàn)矩陣(如圖3)。此時(shí)得到的矩陣相對(duì)于日已經(jīng)進(jìn)行了行列變換，所以H矩陣必須進(jìn)行相同的行列變化，得到最終校驗(yàn)矩陣H0，此時(shí)的校驗(yàn)矩陣H0是稀疏的。本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/156034.htm
2．2 短環(huán)的消除
從第一節(jié)BC-LDPC碼校驗(yàn)矩陣構(gòu)造上來(lái)看，在左下角引入兩個(gè)單位矩陣，有可能會(huì)產(chǎn)生4環(huán)，導(dǎo)致誤碼性能下降。4環(huán)的產(chǎn)生發(fā)生在碼率由R0到R1變換過(guò)程中，母矩陣左下角增加了兩個(gè)單位矩陣。本文中采用下面的方法消除構(gòu)造過(guò)程中產(chǎn)生的4環(huán)。
假設(shè)擴(kuò)展的單位矩陣大小為m×m，消去長(zhǎng)度為4的環(huán)偽代碼描述如下：
for i=1 to m do
begin
if兩個(gè)單位矩陣的第i個(gè)元素與母矩陣對(duì)應(yīng)的第i列和第i+m列中的元素構(gòu)成長(zhǎng)度為4的環(huán)，即兩個(gè)單位矩陣同一行(第i行)的兩個(gè)元素“1”對(duì)應(yīng)著母矩陣的兩列(第i列和第i+m列)，這兩列同一行中的元素均為1，即可構(gòu)成長(zhǎng)度為4的環(huán)。
for j=m+i+1 to M
do從母矩陣的第m+i+1列開(kāi)始，如果母矩陣第j列和第i列中非零元素與添加的兩個(gè)單位矩陣第i個(gè)元素構(gòu)成4環(huán)，繼續(xù)尋找下一個(gè)j，直至找到不能構(gòu)成4環(huán)的列，將找到的此列與第m+i列互換。如果不能找到滿足條件的母矩陣列，在尋找過(guò)程中將構(gòu)成4環(huán)最少的列與第m+i列互換，同時(shí)將該列相應(yīng)位置的元素1與該列中的某個(gè)0元素對(duì)換，要保證不能引入4環(huán)。這樣可以保證信息節(jié)點(diǎn)的度分布不受影響。
end
end
通過(guò)上述的方法可以消除構(gòu)造過(guò)程中產(chǎn)生的長(zhǎng)度為4的環(huán)，提高譯碼的性能。
評(píng)論