一种卷积码编码器结构的改进方法

摘要

本发明涉及一种卷积码编码器结构的改进方法，尤其涉及一种用于WLAN及LTE相关标准系统中的卷积码编码器结构的改进方法，属于无线移动通信技术领域。通过设计LDPC卷积码的编码器的参数，设计LDPC卷积码的校验矩阵H(t)，改进卷积码的编码结构，达到高性能并且实现低的误码率。LDPC卷积码结合了LDPC码与卷积码各自的优点，其规则的结构使其具有高速编码的能力，且编码器的硬件实现得以简化；LDPC卷积码编码复杂度降低，可以并行迭代译码，实现低延时；在速率兼容的情况下，IEEE 802.16m的前向纠错控制(FEC)中，LDPC卷积码可以实现支持IR类型的HARQ，从而提高频谱效率和系统吞吐量。

主权项

1.一种卷积码编码器结构的改进方法，其目标卷积码为一个规则的LDPC卷积码（m_s，J，K），其校验矩阵为H(t)，m_s为寄存器的记忆长度，其校验转置矩阵H(t)^T中每行包含J个“1”，每列包含K个“1”，该LDPC卷积码的码率为R，且R=b/c，其特征在于改进方法的步骤如下：步骤一、发送端根据LDPC卷积码的校验矩阵H(t)的构造参数得到LDPC分组码的校验矩阵H；步骤二、获取步骤一得到的LDPC分组码的校验矩阵H的转置矩阵H^T的分割线，具体过程为：2.1发送端对步骤一得到的LDPC分组码的校验矩阵H进行转置得到矩阵H^T；2.2在矩阵H^T中，从矩阵左上角开始，按照矩阵行的方向，向下画一条可涵盖c个矩阵元素的线，从线的终点开始再沿着矩阵列的方向，向右画一条可涵盖c-b个矩阵元素的线；2.3在矩阵H^T中，从所画的线的终点开始，按照矩阵行的方向，向下画一条可涵盖c个矩阵元素的线，从线的终点开始再沿着矩阵列的方向，向右画一条可涵盖c-b个矩阵元素的线；2.4重复步骤2.3，直到所画的线到达矩阵H^T的最下一行或者最右一列，此时得到一条矩阵分割线，该分割线将矩阵分为上下两个的子矩阵H^T₁和H^T₂；上述步骤二中b和c分别为码率R=b/c对应的数值；步骤三、变换得到半无限LDPC卷积码转置矩阵H(t)^T，具体过程为：3.1发送端将经步骤二中得到的H^T矩阵分割线左下方的子矩阵H^T₂整体水平平移到分割线右上方H^T₁矩阵的右侧；3.2为了保证得到LDPC卷积码的校验矩阵H(t)^T矩阵满秩，先在H^T₁原分割线所对应的矩阵的每一行的左边附加1个为“1”的数据，然后矩阵中空缺的部分全部补“0”，得到矩阵；3.3将矩阵复制并附加在原第Z列的矩阵的下方，其中Z＝（c-b）×（m_s+1）+1；3.4重复步骤3.3，得到一个半无限LDPC卷积码转置矩阵H(t)^T：上述H(t)^T中重复时间t的长度由发送端初始参数确定；步骤四、发送端将步骤三得到的LDPC卷积码转置矩阵H(t)^T进行分块，得到大小为b×(c-b)的子矩阵结构如下：步骤五、发送端将约束条件υH^T＝0写成如下形式，并利用该形式进行系统编码：${\upsilon }_t^{\left(j\right)}=u_t^{\left(j\right)},j=1,...,b$${\upsilon }_t^{\left(j\right)}=\underset{k=1}{\overset{b}{\Sigma }}{\upsilon }_t^{\left(k\right)}{h}_0^{(j-b,k)}\left(t\right)+\underset{i=1}{\overset{m_s}{\Sigma }}\underset{k=1}{\overset{c}{\Sigma }}{\upsilon }_{t-i}^{\left(k\right)}{h}_i^{(j-b,k)}\left(t\right),j=b+1,...,c$步骤六：发送端将编码后的码字添加终止尾比特，组成一帧并发送出去；接收端利用LDPC码的置信传播（BP）译码算法实现译码。