【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信，更具体的说是涉及一种基于位置函数的准循环ldpc码构造方法及系统。
技术介绍
1、当今社会的发展有助于实现高速数字通信和高密度存储系统所需的可靠性，而差错控制编码的使用已成为这些系统设计中不可或缺的一部分。shannon已经证明信息编码、噪声信道(或存储器)引起的错误可以减少到任何期望的水平，而不牺牲信息传输(或存储)。因此，针对噪声环境中的差错控制，设计有效的、实现接近信道容量的编译码方法一直是信道编码领域研究的热点。
2、低密度奇偶校验码(low-density parity-check,ldpc)码是由gallager专利技术的一类线性分组码，它可以在各种通信以及数据存储信道中达到接近容量(或接近shannon极限)的性能。很多ldpc码已被采用为各种通信系统的标准码，如无线(4g、5g等)、光学、卫星、太空、数字视频广播(digital video broadcast,dvb)、网络通信等。ldpc码在高密度数据存储系统中的应用也可以在数据存储产品中找到，如闪存和硬盘驱动器。ldpc码的主要优势是通过基于置信传播的迭代解码算法可以实现接近容量的性能。为了适应更多的应用场景和系统，构造性能优异的ldpc码是十分重要的。
3、目前，ldpc码的构造方法主要有随机构造方法和代数构造方法。随机构造方法主要基于计算机依照某些规律进行设计实现的方法，如：逐次边增长(peg)算法等。而代数构造方法主要是基于有限域、有限几何、组合设计等构造结构化ldpc码的方法。随机构造的ldpc码的校验
4、准循环ldpc码是一类重要的结构化ldpc码。它的校验矩阵和生成矩阵都可以基于线性移位寄存器进行硬件实现，并且还有较低复杂度的编译码算法。此外，准循环ldpc码在瀑布区域和错误平层区域都有着很好的性能。因此，准循环ldpc码的构造与优化设计一直是ldpc码的研究重点。而目前准循环ldpc码主要是基于代数构造的，这就要求懂得较多的数学工具，如有限几何、有限域、组合设计理论等。此外，还得学习矩阵的掩模、散列、叠加等技术。这就增加了构造准循环ldpc码的复杂度，给准循环ldpc码的应用增添了一些困难。
5、因此，如何简化构造准循环ldpc码的复杂度是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于位置函数的准循环ldpc码构造方法及系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术一方面公开了一种基于位置函数的准循环ldpc码构造方法，包括以下步骤：
4、步骤1.根据预构造准循环ldpc码的码参数，确定预构造准循环ldpc码的循环移位值矩阵预设行列数值和预构造准循环ldpc码的扩展因子l；
5、步骤2.根据扩展因子l定义位置函数f(i,j)，其中，所述位置函数的值域为{y|-1≤y≤l-1,y∈z}；i,j为大于等于1且小于等于扩展因子l的正整数；
6、步骤3.根据扩展因子l和位置函数f(i,j)构造大小为l×l的第一循环移位值矩阵p＝[pi,j]，其中，pi,j＝f(i,j),1≤i≤l,1≤j≤l；
7、步骤4.根据步骤1中循环移位值矩阵的预设列数值ρ，从第一循环移位值矩阵p中筛选ρ列，得到大小为l×ρ的第二循环移位值矩阵p1，得到的第二循环移位值矩阵p1满足最短环的长度最大且最短环的数目最小；
8、步骤5.根据步骤1中循环移位值矩阵的预设行数值γ，从第二循环移位值矩阵p1中筛选γ行，得到大小为γ×ρ的目标循环移位值矩阵p2，得到的目标循环移位值矩阵p2满足最短环的长度最大且最短环的数目最小；
9、步骤6.将目标循环移位值矩阵p2中的-1元素替换为大小为l×l的全零矩阵，除-1外的其他元素替换为相对应的第一循环移位矩阵p＝[pi,j]，得到大小为γl×ρl的校验矩阵h，根据所述校验矩阵h定义的准循环ldpc码即为预构造的准循环ldpc码。
10、进一步地，步骤1中，根据预构造准循环ldpc码的码参数，确定预构造准循环ldpc码的循环移位值矩阵预设行列数值，具体包括以下步骤：
11、获取预构造准循环ldpc码的码参数，包括码长n和码率r；
12、根据码率r的转换公式得到循环移位值矩阵预设行数值γ和预设列数值ρ的比值关系值
13、当预设行数值γ确定为3时，得到循环移位值矩阵的预设列数值ρ。
14、进一步地，步骤1中，根据预构造准循环ldpc码的码参数，确定预构造准循环ldpc码的扩展因子l，具体包括以下步骤：
15、获取预构造准循环ldpc码的码长和预构造准循环ldpc码的循环移位值矩阵预设列数；
16、根据所述码长和循环移位值矩阵预设列数的关系表达式得到预构造准循环ldpc码的扩展因子。
17、进一步地，所述码长和循环移位值矩阵预设列数的关系表达式，包括以下公式：
18、l＝n/ρ；
19、式中，n表示预构造准循环ldpc码的码长，ρ表示循环移位值矩阵的预设列数。
20、进一步地，步骤2中，根据扩展因子l定义的位置函数f(i,j)为与位置变量i,j有关且对扩展因子l取模的任意函数表达式。
21、进一步地，与位置变量i,j有关且对扩展因子l取模的任意函数表达式，具体包括以下表达式：：
22、f(i,j)＝i+j(modl)；
23、f(i,j)＝3i+2j(modl)；
24、f(i,j)＝i2+2j(modl)；
25、f(i,j)＝i×j(modl)；
26、f(i,j)＝i5×j3(modl)；
27、f(i,j)＝i4×j+i×j6(modl)；
28、式中，mod表示取模运算。
29、本专利技术另一方面公开了一种基于位置函数的准循环ldpc码构造系统，包括：
30、循环移位值矩阵预设行列数值和扩展因子获取模块：用于根据预构造准循环ldpc码的码参数，确定预构造准循环ldpc码的循环移位值矩阵预设行列数值和预构造准循环ldpc码的扩展因子l；
31、位置函数定义模块：用于根据扩展因子l定义位置函数f(i,j)，其中，所述位置函数的值域为{y-1≤y≤l-1,y∈z}；i,j为大于等于1且小于等于扩展因子l的正整数；
32、第一循环移位值矩阵构造模块：用于根据扩展因子l和位置函数f(i,j)构造大小为l×l的第一循环移位值矩阵p＝[pi,j]，其中，pi,j＝f(i,j),1≤i≤l,1≤j≤l；
33、第二循环移位值矩阵构造模块：用于根据循环移位值矩阵的预设列数值ρ，从第一循环移位值矩阵本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于位置函数的准循环LDPC码构造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于位置函数的准循环LDPC码构造方法，其特征在于，步骤1中，根据预构造准循环LDPC码的码参数，确定预构造准循环LDPC码的循环移位值矩阵预设行列数值，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于位置函数的准循环LDPC码构造方法，其特征在于，步骤1中，根据预构造准循环LDPC码的码参数，确定预构造准循环LDPC码的扩展因子L，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于位置函数的准循环LDPC码构造方法，其特征在于，所述码长和循环移位值矩阵预设列数的关系表达式，包括以下公式：
5.根据权利要求1所述的一种基于位置函数的准循环LDPC码构造方法，其特征在于，步骤2中，根据扩展因子L定义的位置函数f(i,j)为与位置变量i,j有关且对扩展因子L取模的任意函数表达式。
6.根据权利要求5所述的一种基于位置函数的准循环LDPC码构造方法，其特征在于，与位置变量i,j有关且对扩展因子L取模的任意函数表达式，具
7.一种基于位置函数的准循环LDPC码构造系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的一种基于位置函数的准循环LDPC码构造系统，其特征在于，所述循环移位值矩阵预设行列数值和扩展因子获取模块中，根据预构造准循环LDPC码的码参数，确定预构造准循环LDPC码的循环移位值矩阵预设行列数值，具体包括以下步骤：
9.根据权利要求7所述的一种基于位置函数的准循环LDPC码构造系统，其特征在于，所述循环移位值矩阵预设行列数值和扩展因子获取模块中，根据预构造准循环LDPC码的码参数，确定预构造准循环LDPC码的扩展因子L，具体包括以下步骤：
10.根据权利要求7所述的一种基于位置函数的准循环LDPC码构造系统，其特征在于，所述位置函数定义模块中，根据扩展因子L定义的位置函数f(i,j)为与位置变量i,j有关且对扩展因子L取模的函数表达式。
...【技术特征摘要】
1.一种基于位置函数的准循环ldpc码构造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于位置函数的准循环ldpc码构造方法，其特征在于，步骤1中，根据预构造准循环ldpc码的码参数，确定预构造准循环ldpc码的循环移位值矩阵预设行列数值，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于位置函数的准循环ldpc码构造方法，其特征在于，步骤1中，根据预构造准循环ldpc码的码参数，确定预构造准循环ldpc码的扩展因子l，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于位置函数的准循环ldpc码构造方法，其特征在于，所述码长和循环移位值矩阵预设列数的关系表达式，包括以下公式：
5.根据权利要求1所述的一种基于位置函数的准循环ldpc码构造方法，其特征在于，步骤2中，根据扩展因子l定义的位置函数f(i,j)为与位置变量i,j有关且对扩展因子l取模的任意函数表达式。
6.根据权利要求5所述的一种基于位置函数的准循...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱海，徐恒舟，王健，许蒙蒙，余忠洋，魏涛，李松阳，高继勋，
申请(专利权)人：河南工程学院，
类型：发明
国别省市：
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