本發(fā)明屬于信道編碼
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種用于生成rc-ldpc碼校驗(yàn)矩陣的方法。
背景技術(shù)：
：在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，為了保證通信傳輸?shù)目煽啃?，傳輸模式通常依?jù)比較差的信道條件來設(shè)計(jì)。在信道條件比較好的情況下，是對資源的一種極大浪費(fèi)，大大影響了數(shù)據(jù)的傳輸速率。因此，在時(shí)變信道中，信道編碼不僅要具有較強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，而且還要能夠根據(jù)信道當(dāng)前的狀態(tài)動(dòng)態(tài)地調(diào)整發(fā)送碼字的碼率，這樣就對信道編碼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就有更高的要求。通信系統(tǒng)為了提供不同的服務(wù)質(zhì)量以適應(yīng)不同的傳輸環(huán)境，需要傳輸碼字的碼長或碼率能夠自適應(yīng)地根據(jù)信道環(huán)境做出相應(yīng)調(diào)整，因而研究碼率兼容ldpc碼的設(shè)計(jì)顯得尤為重要，20世紀(jì)80年代末，hagenauer首次提出速率兼容刪除型卷積碼的概念，母碼經(jīng)過刪除后得到高碼率的碼字，擴(kuò)展后得到低碼率的碼字，這樣使用一個(gè)編碼器就可以獲得不同碼率的碼字，接收端根據(jù)刪除矩陣只需要一個(gè)譯碼器就可以對接收的碼字進(jìn)行譯碼，從而做到速率兼容。速率兼容的bch碼和卷積碼很容易實(shí)現(xiàn)，但是它們不能提供足夠的吞吐量。turbo碼雖然性能良好，但是譯碼具有高的復(fù)雜度。2002年，li提出了通過打孔構(gòu)造速率兼容ldpc碼的方法，將構(gòu)造的速率兼容ldpc碼應(yīng)用到自動(dòng)重傳請求系統(tǒng)中。tian等人在2004年提出了一種針對下三角結(jié)構(gòu)的校驗(yàn)矩陣的打孔方案。同年，j.ha等人提出了一種通過尋找最佳打孔度分布來構(gòu)造速率兼容碼字的思想，將打孔與度分布聯(lián)系起來，理論上可以獲得一系列最優(yōu)的速率兼容ldpc碼。針對打孔度分布的研究也隨即展開起來。2006年，j.ha提出了一種針對ldpc碼中短碼長的有效的打孔方法，將ldpc碼的迭代譯碼通過樹圖的形式來表示，可有效解決打孔變量節(jié)點(diǎn)恢復(fù)概率低的問題。近年來，在通過縮短算法構(gòu)造速率兼容ldpc碼方面，也取得了一些成果。2010年，l.zhou等人設(shè)計(jì)了一種比特反轉(zhuǎn)的縮短算法，并成功應(yīng)用到多元速率兼容ldpc的構(gòu)造。通過打孔實(shí)現(xiàn)不同速率的編譯碼不能保證在一個(gè)很大的碼率范圍內(nèi)的ldpc碼的性能。這是因?yàn)樵诟叽a率的情況下，打孔打掉了大部分譯碼器需要的軟信息，與打孔算法相比，擴(kuò)展也是一種實(shí)現(xiàn)率兼容的方法，擴(kuò)展率兼容碼是增加更多的校驗(yàn)信息，從而可以在高碼率的母碼基礎(chǔ)上，獲得低碼率的碼字。通過擴(kuò)展技術(shù)獲得的速率兼容ldpc碼字，它在最開始傳輸?shù)臅r(shí)候就是一個(gè)性能很好碼字，在此基礎(chǔ)上，我們增加了額外的校驗(yàn)信息來降低了碼率，因此它在低碼率的時(shí)候性能會(huì)更好。使用擴(kuò)展技術(shù)有兩個(gè)重票的原因，第一，在harq系統(tǒng)中，最開始的傳輸質(zhì)量對整個(gè)系統(tǒng)的吞吐量有關(guān)鍵的作用；第二，在編碼的時(shí)候，打孔算法會(huì)使用已生成全部的校驗(yàn)位的碼字進(jìn)行傳輸，而不管這些校驗(yàn)位在將來是否會(huì)有用，因?yàn)橛锌赡茉谥恍枰叽a率的碼字的時(shí)候，有些校驗(yàn)位是永遠(yuǎn)也不會(huì)被用到的，而擴(kuò)展方法是只有用到更多校驗(yàn)位的時(shí)候，它才會(huì)去生成，因此在編譯碼端避免了很多不必要的計(jì)算。因此，需要提供一種基于擴(kuò)展的高性能速率兼容的編碼方法，該編碼方法能夠自適應(yīng)地改變碼率，擴(kuò)大碼率的動(dòng)態(tài)變化范圍，來適應(yīng)多變的信道環(huán)境，保證比特錯(cuò)誤率，進(jìn)一步提高傳輸?shù)目煽啃?。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對現(xiàn)有rc-ldpc碼在計(jì)算復(fù)雜度和速率自適應(yīng)方面存在的缺陷，提出了一種基于peg擴(kuò)展的rc-ldpc碼校驗(yàn)矩陣構(gòu)造方法。該方法通過擴(kuò)展校驗(yàn)位的方式，支持靈活可變的碼速率，為無線鏈路的自適應(yīng)提供了一種可行的信道編碼方式。對于低碼率，由于采用了逐級擴(kuò)展的校驗(yàn)矩陣，能夠利用peg算法來對碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而消除短環(huán)并降低編譯碼的計(jì)算復(fù)雜度。peg(progressiveedge-growth)算法是一種簡單有效的構(gòu)造較大環(huán)長雙邊圖的貪婪算法。peg算法需要給定變量節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)n，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)m和變量節(jié)點(diǎn)的度分布。peg構(gòu)造圖時(shí)遵循基本原則是：新邊增加的時(shí)候要保證當(dāng)前圖的周長最大。使用修改后的peg構(gòu)造具有下三角形式的ldpc碼校驗(yàn)矩陣。而使用peg算法構(gòu)造出來的下三角結(jié)構(gòu)的ldpc碼校驗(yàn)矩陣具有線性編碼復(fù)雜度，并且性能接近peg算法構(gòu)造的ldpc碼。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于生成rc-ldpc碼校驗(yàn)矩陣的方法，其特征在于，包括以下步驟：s1、生成母碼，具體包括：s11、設(shè)定母碼的信息位長度k和校驗(yàn)位長度n，根據(jù)碼率的定義式得到碼率r為：r＝k/n；s12、根據(jù)母碼的碼率，確定母碼中檢驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的度分布；s13、根據(jù)母碼的度分布，采用peg算法構(gòu)造出具有下三角結(jié)構(gòu)校驗(yàn)矩陣h，h作為母碼，大小為m0×n0，是具有最高碼率的非規(guī)則ldpc碼；s2、在母碼的基礎(chǔ)上增添擴(kuò)展塊：通過保持信息序列長度k不變，增大校驗(yàn)序列長度m的方法來增添擴(kuò)展塊，具體為對獲得的校驗(yàn)矩陣h，將行和列同時(shí)擴(kuò)大相同的長度mext，獲得擴(kuò)展之后的校驗(yàn)矩陣hi；s3、重復(fù)步驟s2，對母碼進(jìn)行i-1次擴(kuò)展，得到碼率為ri＝k/(n0+i·mext)的子碼的檢驗(yàn)矩陣。進(jìn)一步的，所述步驟s13中，采用peg算法構(gòu)造出具有下三角結(jié)構(gòu)校驗(yàn)矩陣h的具體方法為：從列號(hào)由大到小的順序依次添加h矩陣的每列：對選中的變量節(jié)點(diǎn)vj，按照從k＝0到的順序依次添加每行元素，為節(jié)點(diǎn)vj的度：k＝0，添加邊表示連接到變量節(jié)點(diǎn)vj的第一條邊，ci為當(dāng)前邊集合中具有最小度數(shù)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)；然后依次添加與其相連的第k條邊其中ci的取法為：由當(dāng)前變量節(jié)點(diǎn)vj展開成一個(gè)深度為l的子圖，如圖1所示，若子圖展開過程中中的元素停止增加，且個(gè)數(shù)小于m，則ci取中度數(shù)最小的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，若子圖展開過程中中的元素個(gè)數(shù)達(dá)到m，此時(shí)所有校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)均已出現(xiàn)在子圖中，即但中的元素個(gè)數(shù)小于m，則ci取中度數(shù)最小的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)；其中，對于后面的m個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)比特節(jié)點(diǎn)的第l校驗(yàn)位必須添加在對角線的位置上，其余的校驗(yàn)位添加在對角線的下方，即添加h矩陣中具有下三角結(jié)構(gòu)的那些列時(shí)，每列的第1個(gè)“1”在對角線的位置上，其余的“1”在對角線的下方。進(jìn)一步的，所述步驟s2中，利用擴(kuò)展的方法得到如下結(jié)構(gòu)的校驗(yàn)矩陣hi。步驟s2包括以下幾個(gè)子步驟：s21、在hi-1的右邊添加一個(gè)全零矩陣，大小為mi-1×mext，其中mi-1為hi-1的行數(shù)。s22、在hi的右下角擴(kuò)展一個(gè)小方陣hext，大小為mext×mext，擴(kuò)展方陣設(shè)為與母碼具有相同度序列的擴(kuò)展塊，即：將校驗(yàn)矩陣的列重由高到低分布，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，根據(jù)與母碼相同的度分布，得到所有變量節(jié)點(diǎn)的度的大小，按度照降序的方法，對變量節(jié)點(diǎn)排序，得到降序的度序列，根據(jù)度序列，采用與步驟s13相同的方法，構(gòu)造具有下三角結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展塊矩陣hext。對于非規(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)矩陣過程中，將校驗(yàn)矩陣的列重由高到低分布，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，對于部分?jǐn)U展碼率，能夠提高誤碼性能，提升吞吐量。s23、在hi-1的正下方添加一個(gè)小矩陣大小為mext×ni-1，其中ni-1為hi-1的列數(shù)；左下角的擴(kuò)展部分要求非常稀疏，同時(shí)要求擴(kuò)展部分與原矩陣之間保持非相關(guān)性。s24、確定的度序列。為了增強(qiáng)母碼的h矩陣與擴(kuò)展塊之間的依賴性，在擴(kuò)展塊的左下部分增添兩個(gè)列重均為1的矩陣，分別為位置如圖2所示，其余部分的列重均為0。因此，擴(kuò)展塊的左下部分的度序列為：對于中元素“1”的位置，也即是當(dāng)和的度分布一定的條件下，可以通過上述方法來確定。s25、中非零元位置的選取，即中的非零元位置的選取按照以下思想進(jìn)行：hi-1為上一級擴(kuò)展得到的校驗(yàn)矩陣，對于的取值問題，也即是當(dāng)和的度分布一定的條件下，如何使非規(guī)則ldpc碼矩陣最優(yōu)的問題。由于peg算法在構(gòu)造的時(shí)候能夠按照一個(gè)節(jié)點(diǎn)接著一個(gè)節(jié)點(diǎn)的順序連接邊。對應(yīng)在h矩陣上就是一列一列地逐一添加非零元，可以通過peg算法優(yōu)化得到。因此可以通過優(yōu)化的peg算法確定的取值。注意，在采用peg對進(jìn)行構(gòu)造時(shí)，hi-1部分不能發(fā)生變化。利用peg算法來對碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而消除短環(huán)并降低編譯碼的計(jì)算復(fù)雜度。確定取值的優(yōu)化peg算法基本與原有的peg算法流程相同。主要的改進(jìn)有如下兩點(diǎn)：(1)在采用peg對進(jìn)行構(gòu)造時(shí)，hi-1部分不能發(fā)生變化，在添加比特節(jié)點(diǎn)時(shí)，即添加h矩陣的每列時(shí)，每個(gè)比特節(jié)點(diǎn)的校驗(yàn)位必須添加在的位置上；(2)對于度分布控制非零元的數(shù)目時(shí)，由于hi-1的度已確定，在添加第j列的非零元時(shí)，若在該列的度為1，則采用peg算法，根據(jù)當(dāng)前環(huán)長最大原則，確定“1”的位置；否則，停止該列的搜索，進(jìn)行下一列的添加。進(jìn)一步的，所述步驟s3的具體方法為：假設(shè)母碼碼字對應(yīng)的校驗(yàn)矩陣為通過每次增加mext行、mext列來保證信息序列不變，從而構(gòu)造不同的較低碼率的校驗(yàn)矩陣。每次擴(kuò)展只要重復(fù)步驟s2即可得到對應(yīng)碼率的校驗(yàn)矩陣。根據(jù)碼率公式r＝k/n，可以得到擴(kuò)展i次后的碼率為：可以得到經(jīng)過l級的擴(kuò)展之后的碼率為各級碼率的關(guān)系：r0>r1>…rl。上述方案中，得到的不同碼率的校驗(yàn)矩陣均具有以下特點(diǎn)：假設(shè)校驗(yàn)矩陣h＝[hd,hp]，其中hd為任意的二元矩陣，hp具有下三角結(jié)構(gòu)：即矩陣h具有如圖3所示結(jié)構(gòu)。則可以直接采用迭代編碼算法進(jìn)行編碼，設(shè)該碼字向量為c∈fn，將其分為2個(gè)部分，即信息位向量s∈fn-m和校驗(yàn)位向量p∈fm，即c∈(s,p)fn-m，該碼的編碼過程可具體描述為：1)直接將信息比特的值賦給信息位向量s；2)采用后項(xiàng)迭代的方式確定所有校驗(yàn)位的值，即對所有的l∈[0,n-k-1]，從小到大依次計(jì)算下式：其中：hi,j表示第i行，第j列上的元素。實(shí)際上，該編碼過程就是在從上到下依次利用校驗(yàn)矩陣各行的約束關(guān)系。對于每一個(gè)校驗(yàn)約束關(guān)系，其中涉及的變量除了對角線上的“1”所對應(yīng)的校驗(yàn)位外，其余的變量要么是信息位，要么就是前面已經(jīng)求出的校驗(yàn)位，也就是說，該校驗(yàn)關(guān)系中只有一個(gè)未知變量，因此可以很容易求出校驗(yàn)位的值。當(dāng)校驗(yàn)矩陣的平均行重相對于碼長可以看做很小的常數(shù)時(shí)，該編碼方法就具有線性的復(fù)雜度，同時(shí)該編碼算法不需要對校驗(yàn)矩陣進(jìn)行預(yù)處理。本發(fā)明的有益效果為：(1)結(jié)合校驗(yàn)位擴(kuò)展方法和修改的peg算法，優(yōu)化擴(kuò)展部分中非零元的位置，得到性能較好的子碼的校驗(yàn)矩陣，進(jìn)而構(gòu)造出靈活可變的高性能速率兼容ldpc碼的校驗(yàn)矩陣h；(2)ldpc碼的校驗(yàn)矩陣h右側(cè)部分的下三角結(jié)構(gòu)則使得實(shí)際中可以直接利用校驗(yàn)矩陣h進(jìn)行線性復(fù)雜度的編碼；(3)所構(gòu)造的碼在各個(gè)碼率下均有較好的誤碼性能；(4)各個(gè)碼率下的ldpc碼的ber曲線具有良好的“瀑布”特性，且未出現(xiàn)錯(cuò)誤平層；(5)子碼校驗(yàn)矩陣h的擴(kuò)展部分中非零元的位置是在母碼為約束的條件下采用了peg算法，消除構(gòu)造過程中產(chǎn)生的4環(huán)，該方法設(shè)計(jì)的ldpc碼在不同碼率上避免了性能損失。附圖說明圖1是本發(fā)明中采用peg構(gòu)造時(shí)以為根節(jié)點(diǎn)生成的子圖；圖2是本發(fā)明的基于peg擴(kuò)展的速率兼容ldpc碼校驗(yàn)矩陣的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明中具有下三角形式的ldpc碼的校驗(yàn)矩陣結(jié)構(gòu)圖；圖4是用本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)造的信息長度為1024比特，碼率為4/9的ldpc碼校驗(yàn)矩陣的散點(diǎn)圖；圖5是用本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)造的信息長度為1024比特，碼率為4/10的ldpc碼校驗(yàn)矩陣的散點(diǎn)圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的速率兼容ldpc碼各碼率對應(yīng)的碼字結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例的ldpc碼仿真系統(tǒng)框圖；圖8是用本發(fā)明實(shí)施例構(gòu)造的ldpc碼與現(xiàn)有技術(shù)中的ldpc碼的性能對比曲線仿真圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案：本發(fā)明是一種基于peg擴(kuò)展的速率兼容ldpc碼的構(gòu)造方法，是通過保持信息位長度不變和優(yōu)化的peg算法相結(jié)合的方法構(gòu)造各個(gè)子碼率下的校驗(yàn)矩陣。該方法設(shè)計(jì)出遞增校驗(yàn)位的產(chǎn)生方法，進(jìn)而得到低碼率的碼，實(shí)現(xiàn)了速率兼容，同時(shí)避免了由于打孔處理而造成的譯碼性能降低。下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。速率兼容兼容編碼為嵌套序列碼，其中較高碼速率的校驗(yàn)比特嵌入到低速率碼的校驗(yàn)比特中，通過自適應(yīng)地改變碼率、發(fā)送功率，擴(kuò)大碼率動(dòng)態(tài)變化范圍，來適應(yīng)時(shí)變的信道環(huán)境，以補(bǔ)償由于衰落帶來的性能惡化，保證較低的比特錯(cuò)誤率，提高傳輸?shù)男阅?。通過擴(kuò)展技術(shù)獲得的速率兼容碼字，它在最開始傳輸?shù)臅r(shí)候是一個(gè)性能很好碼字，在此基礎(chǔ)上，我們增加了額外的校驗(yàn)信息來降低了碼率，因此它在低碼率的時(shí)候性能會(huì)更好。使用擴(kuò)展技術(shù)有兩個(gè)重要的原因：第一，在harq系統(tǒng)中，最開始的傳輸質(zhì)量對整個(gè)系統(tǒng)的吞吐量有關(guān)鍵的作用。通過擴(kuò)展的方法構(gòu)造的rc-ldpc碼可以很方便地應(yīng)用于harq系統(tǒng)系統(tǒng)中。而通過減少碼字中的信息位的長度從而降低碼率的縮短算法，由于縮短之后信息位的長度不再相同，因此縮短算法不適用于harq應(yīng)用。第二，在編碼的時(shí)候，打孔算法會(huì)使用已生成全部的校驗(yàn)位的碼字進(jìn)行傳輸，而不管這些校驗(yàn)位在將來是否會(huì)有用，因?yàn)橛锌赡茉谥恍枰叽a率的碼字的時(shí)候，有些校驗(yàn)位是永遠(yuǎn)也不會(huì)被用到的，而擴(kuò)展方法是只有用到更多校驗(yàn)位的時(shí)候，它才會(huì)去生成，因此在編譯碼端避免了很多不必要的計(jì)算。示例性的，本發(fā)明實(shí)施例提供的速率兼容ldpc碼的校驗(yàn)矩陣構(gòu)造方式如圖2所示，本實(shí)例的實(shí)現(xiàn)步驟如下：(1)根據(jù)所需構(gòu)造的速率兼容ldpc碼的最高碼率rmax和碼長n的要求，確定信息比特長度k和校驗(yàn)比特長度m，其中信息比特長度k＝r×n，校驗(yàn)比特長度m＝n-k，式中，校驗(yàn)比特m、信息比特長度k和碼長n均為正整數(shù)；本發(fā)明具體實(shí)施例中，母碼碼率為4/8，碼長為2048。擴(kuò)展碼長n有兩種，分別為2304、2560，對應(yīng)的信息比特長度k保持不變，均為1024。(2)根據(jù)母碼的碼率，確定母碼中檢驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的度分布為：λ(x)＝0.38354x+0.04237x2+0.57409x3；(3)根據(jù)母碼的度分布，采用peg算法構(gòu)造出具有下三角結(jié)構(gòu)的母碼的校驗(yàn)矩陣h；(4)在母碼的校驗(yàn)矩陣h中，同時(shí)增加256行，256列，以得到4/9碼率的校驗(yàn)矩陣；(5)如圖2所示，擴(kuò)展之后的校驗(yàn)矩陣右上角設(shè)置為全零矩陣，這樣不但可以保證前行的非相關(guān)性，而且還可以保證擴(kuò)展碼字的誤碼性能；(6)如圖2所示，擴(kuò)展之后的校驗(yàn)矩陣右下角的擴(kuò)展方陣設(shè)為與母碼具有相同度序列的擴(kuò)展塊，這樣可以保證校驗(yàn)矩陣的稀疏性；這個(gè)擴(kuò)展塊采用peg方法構(gòu)造時(shí)應(yīng)采用以下思想進(jìn)行：一是在添加比特節(jié)點(diǎn)時(shí)，即添加h矩陣的每列時(shí)，順序是沿著列號(hào)由大到小、列重由小到大的順序依次進(jìn)行；二是采用優(yōu)化的peg算法，構(gòu)造的方陣具有下三角結(jié)構(gòu)。(7)圖2所示的校驗(yàn)矩陣可用式(3)形象地表示，本實(shí)施例是通過優(yōu)化的peg算法確定的取值，為擴(kuò)展塊的左下角部分，h0為母碼，在采用peg對進(jìn)行構(gòu)造時(shí)，h0部分不能發(fā)生變化。而的度序列為：至此，得到碼率為4/9的校驗(yàn)矩陣。該校驗(yàn)矩陣的結(jié)構(gòu)參見圖4，圖中點(diǎn)表示非0元素，空白表示0元素。因矩陣右側(cè)部分具有下三角的結(jié)構(gòu)而易于直接通過校驗(yàn)矩陣來實(shí)現(xiàn)硬件編碼；(8)在碼率為4/9的校驗(yàn)矩陣h中，同時(shí)增加256行，256列，以得到4/10碼率的校驗(yàn)矩陣；(9)重復(fù)步驟(5)、(6)、(7)，不同的是在步驟(7)中，的度序列為：至此，得到碼率為4/10的校驗(yàn)矩陣。該校驗(yàn)矩陣的結(jié)構(gòu)參見圖5，圖中點(diǎn)表示非0元素，空白表示0元素。由圖2可設(shè)各碼率下的校驗(yàn)矩陣可以表示為：h＝[h1h2]其中h1為m×k的矩陣，h2為m×m的矩陣，由圖2可知，h2為下三角矩陣，所以h2滿秩；另外設(shè)g＝[ipt]，根據(jù)g和h的關(guān)系式：g·ht＝0即有：[ipt]·[h1h2]＝0由此可得：采用公式的形式表示這種方法所構(gòu)造的rc-ldpc碼的生成矩陣g如下：g＝[i|g0|g1|…|gi]其中i是為單位矩陣，擴(kuò)展的生成矩陣gi大小為mi。由于這種類型的生成矩陣中的高碼率的生成矩陣包含在低碼率的生成矩陣中，所以從高碼率的方式轉(zhuǎn)換到低碼率的方式只需要將信息位與擴(kuò)展的低碼率生成部分gi相乘即可以得到增加的校驗(yàn)位。這樣該結(jié)構(gòu)的rc-ldpc碼可以很方便的應(yīng)用于harq系統(tǒng)中。假設(shè)系統(tǒng)初始時(shí)采用碼率為r0的糾錯(cuò)碼。在接收端，如果譯碼錯(cuò)誤，只需要向發(fā)端反饋一個(gè)nack信號(hào)，發(fā)送端收到該信號(hào)后將信源通過g1進(jìn)行編碼獲得增加的校驗(yàn)位p1如果仍然不能正確譯碼則發(fā)送更多的校驗(yàn)位pi，i≥1，直到能夠正確地譯碼。示例性的，本發(fā)明實(shí)施例提供了4/8碼率對應(yīng)的碼字、4/9碼率對應(yīng)的碼字、4/10碼率對應(yīng)的碼字的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示。依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造方法，可通過靈活改變擴(kuò)展次數(shù)來構(gòu)造新的更多的固定信息長k的速率兼容ldpc碼，以適應(yīng)特定的通信應(yīng)用需求。由上述本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)過程可見，在構(gòu)造速率兼容的ldpc碼過程中，本發(fā)明中采用由母碼矩陣進(jìn)行擴(kuò)展，并在擴(kuò)展時(shí)結(jié)合peg算法，得到各個(gè)子碼率下的校驗(yàn)矩陣，上述方式與現(xiàn)有的在擴(kuò)展塊的左下角機(jī)械地放置兩個(gè)單位陣的擴(kuò)展方式相比，在擴(kuò)展矩陣的過程中，根據(jù)peg算法的思想，最小環(huán)長最大化的準(zhǔn)則進(jìn)行，因此能夠提高譯碼性能。為了鑒定依照本發(fā)明方式的ldpc碼的傳輸性能，采用awgn信道模型，對本發(fā)明構(gòu)造出的ldpc碼的傳輸性能進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，并與現(xiàn)有技術(shù)中通過在擴(kuò)展塊的左下角機(jī)械地放置兩個(gè)單位陣的擴(kuò)展方式實(shí)現(xiàn)的ldpc碼進(jìn)行了性能比較。仿真系統(tǒng)框圖如圖7所示。表1為用于實(shí)驗(yàn)和分析性能的實(shí)施例各個(gè)參數(shù)設(shè)置情況。表1用于實(shí)驗(yàn)和分析性能的實(shí)施例各個(gè)參數(shù)參數(shù)名稱數(shù)值有限域gf(2)信息位長(k)1024母碼度分布λ(x)＝0.38354x+0.04237x2+0.57409x3調(diào)制模式bpsk信道模型awgn譯碼方式log-bp最大迭代次數(shù)100幀數(shù)10000根據(jù)本發(fā)明的基于peg擴(kuò)展的rc-ldpc碼校驗(yàn)矩陣構(gòu)造方法，最終就可以得到一個(gè)表2所示的支持多種碼率的ldpc碼。表2給出了基于母碼擴(kuò)展得到的碼率兼容的幾個(gè)ldpc碼的具體參數(shù)。表2基于母碼擴(kuò)展得到的碼率兼容的幾個(gè)ldpc碼的具體參數(shù)碼率(k,n)擴(kuò)展塊的大小(mext)擴(kuò)展次數(shù)(i)4/8(母碼)(1024,2048)————4/9(1024,2304)25614/10(1024,2560)2562圖8為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中的ldpc碼的誤比特率(ber)和信噪比(eb/n0)之間的性能對比曲線關(guān)系，實(shí)線按照本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)的ldpc碼的傳輸性能曲線。與現(xiàn)有的擴(kuò)展技術(shù)相比，采用本發(fā)明構(gòu)造的ldpc碼的誤比特率性能優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)?；趐eg擴(kuò)展的速率兼容ldpc碼的ber性能曲線從右至左，隨著碼率的降低，性能越來越好，而且各個(gè)碼率下的ldpc碼的ber曲線具有良好的“瀑布”特性且未出現(xiàn)錯(cuò)誤平層。4/9碼率下，在ber＝10-5時(shí)本發(fā)明的構(gòu)造方式有0.15db提升。4/10碼率下，在ber＝10-5時(shí)本發(fā)明的構(gòu)造方式有0.1db提升。當(dāng)前第1頁12