一种具有简单迭代码结构的准循环LDPC码设计方法

摘要

本发明公开了一种具有简单迭代码结构的准循环LDPC码设计方法，其特征在于，包括如下步骤：A.二元基矩阵的优化构造；B.指数矩阵的优化构造；通过构造一种在优化过程中既保留了能够进行简单迭代编码的H矩阵结构，又具有最优化二元基矩阵的门限值和相应指数矩阵的短长度环分布的QC-LDPC码，达到提高QC-LDPC的误比特率性能和易于硬件实现的目的。

主权项

一种具有简单迭代码结构的准循环LDPC码设计方法，其特征在于，包括如下步骤：A.二元基矩阵的优化构造；B.指数矩阵的优化构造；所述二元基矩阵的优化构造具体步骤如下：A(1).设有S个粒子组成的粒子群，每个粒子是一个J维矢量，这里粒子对应的就是二元基矩阵H的信息部分H_I，即随机产生S个J维的二元矢量；A(2).获得第一步生成的S个J维二元矢量后，据此建立S个大小为M×K的二元基矩阵B1(H)的信息部分B(H_I)，与H矩阵的校验部分B(H_P)相结合，构造二元基矩阵B1(H)，采用原型外信息转移算法计算每个基矩阵对应的门限值，共可得到S个门限值，更新每个粒子的最优值pbest，然后再比较所有的pbest，得到全局最优值gbest；A(3).下式为每个粒子的移动规律：$v_{\mathrm{ij}}^t=w{v}_{\mathrm{ij}}^{t-1}+c_1{\eta }_1({\mathrm{pbest}}_{\mathrm{ij}}^{t-1}-x_{b,\mathrm{ij}}^{t-1})+c_2{\eta }_2({\mathrm{gbest}}_{\mathrm{ij}}^{t-1}-x_{b,\mathrm{ij}}^{t-1})$其中，w＝1.0，c₁＝c₂＝2.0，系数η₁和η₂为(0，1)之间均匀分布的随机数，据此可以获得中间变量sig(v^t_ij)；$\mathrm{sig}\left(v_{\mathrm{ij}}^t\right)=\frac{1}{1+e^{-v_{\mathrm{ij}}^t}}$在此基础上，能够获得第i个粒子的第j位，按照下式更新$x_{b,\mathrm{ij}}^t=\left\{\begin{array}{cc}1,& r_{\mathrm{ij}}^t<\mathrm{sig}\left(v_{\mathrm{ij}}^t\right)\\ 0,& r_{\mathrm{ij}}^t\ge \mathrm{sig}\left(v_{\mathrm{ij}}^t\right)\end{array}\right.$其中，r^t_ij为(0，1)之间均匀分布的随机数；A(4).迭代次数加1，返回步骤A(2)，更新pbest和gbest，直到迭代次数达到最大值；所述指数矩阵的优化构造具体步骤如下：B(1).设指数矩阵中待优化的非零整数元素为Je个，每个整数对应着log₂Ls个二元比特串，因此待优化的二元矢量长度为Je×log₂Ls，随机生成S个Je×log₂Ls维的二元矢量；B(2).在随机生成的每个二元矢量中，以log₂Ls个比特为一组，对应一个范围在[0，Ls‑1]的整数，据此可以构造Je维整数矢量，将Je维整数矢量转换为大小M×N的指数矩阵E(H)，因此第一步中构造的S个二维矢量，可以相应构造出S个指数矩阵E(H)，检测每个指数矩阵E(H)中长度为6的短长度环的个数，将长度为6的短长度环的个数赋值给pbest，因此S个指数矩阵对应着S个pbest，比较S个pbest的值，将最小的pbest的值赋值给gbest，并记录此时对应的E(H)；B(3).每个粒子的位置A(3)步相同；B(4).停止准则与A(4)步停止准则相同。