CN108566263A - 一种基于qc-ldpc码的多信源多中继协作构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于QC‑LDPC码的多信源多中继协作构建方法，采用通过对信源节点和中继节点QC‑LDPC码联合设计的方法，消除了系统校验矩阵中的短环。同时，在中继节点处采用了形如H_R＝[A B L C I]的校验矩阵对信息比特进行编码，构造过程中只需存储每个子块的循环移位值，既降低了系统对存储空间的需求以及编码的复杂度，又便于硬件实现；并且中继节点采用的是右半边为对角结构的校验矩阵，有效降低了协作中继编码的复杂度和功率消耗。根据信源节点和中继节点使用的QC‑LDPC码联合设计了系统的校验矩阵，消除了联合校验矩阵中所有可能存在的短环，提高了系统的误码率(BER)性能。

Description

一种基于QC-LDPC码的多信源多中继协作构建方法

技术领域

本发明涉及一种信道编码的构建方法，尤其是一种基于QC-LDPC编码的多信源多中继编码协作系统的构建方法，属于编解码技术领域。

背景技术

生活在信息时代，人们在许多领域都追求信息的可靠有效传输，例如政治、经济、军事、科技等领域。而如今广泛运用的数字通信系统中，绝大多数均涉及信道纠错编码技术。低密度奇偶校验码(low density parity check，LDPC)就是其中是一种性能逼近Shannon限的高效信道编码技术，而准循环LDPC(Quasi-Cyclic LDPC，QC-LDPC)码作为LDPC码的一个重要子类，其性能较为突出。与随机构造的LDPC码相比，该码不仅具有传统LDPC码的优点，而且由于其校验矩阵的准循环移位结构，在构造过程中只需存储每个子块的循环移位值即可，极大地降低了系统对存储空间的需求以及编码的复杂度，便于硬件实现。并且其应用领域也相当广泛，诸如无线局域网通信、深空宇航、超高速光纤通信、数字水印技术等。由此可见，其实际应用意义和经济价值都很大。

而随着时代的进步，远距离传输越发广泛，这就对通信质量提出了更高的要求。协作技术是在中继信道和多址接入信道基础上并受到MIMO技术的启发而产生的，指用户之间通过相互协作，形成虚拟的MIMO系统，实现空间分集增益，从而提高整个通信系统的性能。编码协作是将信道编码技术和协作技术有机地融合在一个通信系统中，使之同时获得编码增益和协作分集增益，极大地提升了系统的可靠性。并且由于QC-LDPC码性能优异，同时可以采用完全并行的编码和迭代译码算法，降低了译码时延，所以将QC-LDPC码应用到编码协作通信系统便具有了天然的优势，拥有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种基于QC-LDPC编码的多信源多中继编码协作系统，该系统通过对信源节点和中继节点QC-LDPC码的联合设计，消除了系统校验矩阵中的短环(girth-4，girth-6)，提升了系统的可靠性；同时，达到了降低编码复杂度的目的，使得该系统更加适用于生产实际。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于QC-LDPC码的多信源多中继协作构建方法，所述多信源多中继编码协作系统包括单信源多中继、多信源单中继、及多信源多中继编码协作系统，采用对信源节点和中继节点QC-LDPC码联合设计的方法，消除了系统校验矩阵中的短环，同时，在中继节点处采用了形如H_R＝[A B L C I]的校验矩阵完成对信息比特的编码，其包括如下构建内容：

A.QC-LDPC码的确定性构造：利用确定性构造算法为循环移位值p_j,k赋值使得其检验矩阵避免了四六环的产生；

B.构建信源节点编码方案：各信源节点S_k，通过编码器QC-LDPC-S_k对各自产生的信息比特编码，生成码字c_k并通过广播信道发送至中继节点R_w和目的节点D，其中k＝1，2…，K，为大于1的整数；w＝1，2…，W，为大于1的整数。

C.构建协作中继编码方案：各中继节点R_w接收来自各信源节节点S_k的信息，通过译码器Decoder-R_w译码得到原始的信息比特，并采用编码器QC-LDPC-R_w重新编码，然后将编码取得的校验比特通过广播信道发往目的节点D；

D.构建目的节点译码方案：目的节点D接收来自各信源节点S_k及协作中继节点R_w的信息，基于校验矩阵和码字之间的关系Hc＝0，通过联合迭代译码算法译码并分析系统的误码率性能。

本发明的进一步限定技术方案为：所述QC-LDPC码的确定性构造中，利用确定性构造算法计算校验矩阵中的循环移位值p_j,k，达到所构造的校验矩阵，在此算法下，给定行重L、子矩阵B的大小，其中B≥3L²/4，即可构造一个码长为L×B的QC-LDPC码，且对应的校验矩阵H的围长至少为8。

进一步的，所述QC-LDPC码的确定性构造中，设计列重为3，行重为L的规则QC-LDPC码，其校验矩阵表示为：

其中，I(p_j,k)是受循环移位值p_j,k控制的一个B×B的循环置换矩阵；

采用确定性构造方法为p_j,k赋值，消除校验矩阵中的短环提高QC-LDPC码的围长，对于循环移位值p_j,k(0<j<2,0<k<L)而言，从p_j,k-1+1开始的第一个使得校验矩阵围长≥8的整数赋给p_j,k，其中j为循环移位值p_j,k对应所在行，k为循环移位值p_j,k对应所在列，当所有的移位值都赋值完毕后，就得到了所需的校验矩阵，在算法执行之前，校验矩阵中的I(p_j,k)都是全零矩阵；

具体构造算法：令校验矩阵第二行各循环移位矩阵的移位值p_1,k＝k(0≤k<L)，而第三行各循环移位矩阵的移位值p_2,k(0≤k<L)则根据L奇偶性的不同，p_2,k(0≤k<L)分别取值：

若L为偶数：

若L为奇数：

上述两式也可统一表示为：

进一步的，在信源节点S_k处，所述信源节点S_k采用QC-LDPC码对信息比特进行编码，编码得到的码字c_k中包含原始的信息比特和检验比特，即c_k＝[s_k,p_k]^T，其中k＝1，2…，K，为大于1的整数。

进一步的，对于多信源单中继编码协作系统，所述中继节点R首先利用译码器Decoder-R对来各个自信源节点的信号进行译码恢复出原始信息比特，并将其级联得到新的信息比特，然后通过编码器QC-LDPC-R重新编码，得到c_R，中继节点采用形如H_R＝[A B L CI]的下三角校验矩阵。

具体步骤为：

步骤S01：信源节点S₁,L,S_K分别发送独立的信息，对于S_k(k＝1,L,K)而言，信息比特经过信源处编码器QC-LDPC-S_k编码生成码字

其中，N为码字的长度，M_k是校验位的长度。QC-LDPC-S_k对应的校验矩阵为利用TDMA方式，各信源节点分别将码字c_k通过广播信道发送至中继节点和目的节点。

步骤S02：中继节点R首先利用译码器Decoder-R对来各个自信源节点的信号进行译码，并将恢复出的信息比特s₁,L,s_K级联得到新的信息比特s'，然后通过编码器QC-LDPC-R再次进行编码，得到

其中，p＝[p₁,L,p_M]^T为中继节点编码产生的校验位。由于c₁,L,c_K已经由信源节点发送至目的节点，为了保证高效的传输效率，中继节点仅将校验位p发送至目的节点。

和采用传统LDPC编码的协作中继不同，本发明的中继节点编码器QC-LDPC-R在利用QC-LDPC码自身优势的同时，还参考了G-LDPC码的编码方案，采用了形如H_R＝[A B L CI]的校验矩阵，将中继编码的优势最大化。

根据文献可知，QC-LDPC码在编码时一般先利用高斯消元法将校验矩阵H化成右半边为对角结构的矩阵然后再基于矩阵进行编码。

编码过程中，校验比特根据式(5)产生，

其中，为的第(m，i)个元素。

由上式可见，QC-LDPC编码采用的是完全并行的编码方式，故每个编码生成的校验比特p_m都是相互独立的，与上一个校验比特p_m-1之间不存在关联性，这样的编码方式便可较好地降低编码时延。而本发明中继节点所采用的校验矩阵与传统QC-LDPC编码时所用的校验矩阵相比，其优势在于矩阵本身已经满足了右半边为对角结构的形式，故可直接用于编码而不需要进行高斯消元。这样的设计便可在降低中继节点编码的复杂度的同时，进一步缩短中继节点处的编码时延。

步骤S03：目的节点D分别接收来自各个信源节点的码字以及中继节点的校验比特p＝[p₁,L,p_M]^T。

基于校验矩阵和码字之间的关系：

H_kc_k＝0 (6)

H_Rc_R＝0 (7)

多信源单中继编码协作系统对应的联合校验矩阵H_D1满足以下关系：

H_D1c＝0 (8)

联合码字c通过级联c_k(k＝1,L,K)和p得到，其码长为kN+M。

c＝[c₁,c₂,L L,c_K,p]^T (9)

联合校验矩阵H_D1如式(10)所示：

对于单信源多中继编码协作系统，所述中继节点R_w利用译码器Decoder-R_w对来自信源节点的信号进行译码恢复出原始的信息位s，然后通过编码器QC-LDPC-R_w再次编码即可得到码字

具体步骤如下：

步骤S01：对于信源节点S而言，其编码方式与多信源单中继编码协作系统一致，此处不再赘述。

步骤S02：由于是单信源多中继编码协作系统，故各中继节点的编码方案较单中继编码协作系统而言更为简单，各中继节点R_w(w＝1,L,W)只需利用译码器Decoder-w(w＝1,L,W)对来自信源节点的信号进行译码，恢复出原始的信息位s＝[s₁,...,s_N-M]^T，然后通过编码器QC-LDPC-R_w(w＝1,L,W)再次编码即可得到码字

其中，为产生的校验位。

步骤S03：目的节点D分别接收来自信源节点的c_s＝[s₁,...,s_N-M,p₁,L,p_M]^T以及各中继节点的校验比特同理，基于校验矩阵和码字之间的关系可得，编码协作系统对应的联合校验矩阵H_D2满足如下关系：

H_D2c＝0(12)

其中联合码字c是通过级联c_k和p_w得到的，其码长为N+wM_w。

c＝[c_s,p₁,p₂,L L,p_W]^T (13)

联合校验矩阵H_D2如式(14)所示：

编码过程中需要注意的是，当QC-LDPC码对应的校验矩阵中不存在短环(girth-4，girth-6)时，最小和(MS)迭代译码算法能够得到最优解，即编码协作系统的性能会达到最优。故在设计过程中需要消除短环，以尽可能降低系统的误码率。本发明采用的QC-LDPC码保证了校验矩阵内部不存在短环。因此，在设计过程中只需消除各校验矩阵之间的短环即可保证联合校验矩阵内不存在短环。故本发明根据信源节点和中继节点使用的QC-LDPC码联合设计了系统的联合校验矩阵，以消除其中可能存在的短环(girth-4，girth-6)。

以单信源多中继编码协作系统为例，H_D1的右侧是下三角结构，不存在短环。

H_D1的左侧由校验矩阵H₁以及A₁，A₂，……，A_W构成，有存在短环的可能性。因此，在设计校验矩阵过程中，我们直接将H_D1(l)看作为一个QC-LDPC码对应的校验矩阵来构造，这样既保证了H₁和A₁，A₂，……，A_W自身不存在短环，又保证了H₁以及A₁，A₂，……，A_W之间不存在短环。最后，将H_D1(l)与H_D1(r)拼接起来就得到了消除短环的联合校验矩阵H_D1。

对于信源节点S而言，我们只需将H_D1(l)中的H₁取出就得到了信源处编码所需的校验矩阵，即H_s＝H₁；而对中继节点R_w而言，我们只需将A₁，A₂，……，A_W取出，并与对应大小的单位阵拼接，就可得到中继节点用于编码的校验矩阵，例如H_R1＝[A₁ I]、H_R2＝[A₂ I]，以此类推。

同理可得多信源单中继编码协作系统的设计方法。我们将H₁，H₂，……，H_K，A，B，……，C看做一个整体来构造，即

然后分别取H_k(k＝1,L,K)作为信源节点S_k(k＝1,L,K)的校验矩阵；将矩阵A，B……，C与对应大小的单位阵拼接起来，便可构成中继节点的校验矩阵，即H_R＝[A B C LI]。

对于多信源多中继编码协作系统，原始的信息比特均由信源节点S_k发往目的节点D，所述中继节点R_w仅将校验位p发送至目的节点D。

进一步的，当系统为两个及以上多信源单中继编码协作系统，目的节点D接收来自各个信源节点的码字c_k以及中继节点的校验比特p，然后基于联合校验矩阵和码字之间的关系：H_D1c＝0进行译码；

其中，系统码字c＝[c₁,c₂,L L,c_K,p]^T通过级联c_k(k＝1,L,K)和p得到；

而联合校验矩阵为：

当系统为单信源多中继编码协作系统时，目的节点D接收来自信源节点的c_s以及各中继节点的校验比特p_w，然后基于联合校验矩阵和码字之间的关系：H_D2c＝0进行译码；

其中，联合码字c＝[c_s,p₁,p₂,L L,p_W]^T通过级联c_k和p_w得到；

而联合校验矩阵为：

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：基于QC-LDPC编码的多信源多中继编码协作系统采用了一种结构化的QC-LDPC码，构造过程中只需存储每个子块的循环移位值即可，既降低了系统对存储空间的需求以及编码的复杂度，又便于硬件实现；并且中继节点采用的是右半边为对角结构的校验矩阵，一定程度上降低了协作中继编码的复杂度和功率消耗。另外，根据信源节点和中继节点使用的QC-LDPC码联合设计了系统的校验矩阵，消除了联合校验矩阵中所有可能存在的短环(girth-4，girth-6)，提高了系统的误码率(BER)性能。同等条件下，本发明的误码率性能优于相应的点对点系统，能更好地满足实际通信的需求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统模型图。

图2为本发明中基于QC-LDPC编码的双信源单中继编码协作系统的模型图。

图3为本发明中同等条件下基于QC-LDPC编码的多信源单中继编码协作系统与相应点对点系统的性能比较图。

图4为本发明中基于QC-LDPC编码的单信源双中继编码协作系统的模型图。

图5为本发明中同等条件下基于QC-LDPC编码的单信源多中继编码协作系统与相应点对点系统的性能比较图。

具体实施方式

本发明提供的一种基于QC-LDPC码的多信源多中继协作构建方法，如图1所示，具体步骤如下：

A.QC-LDPC码的确定性构造：利用确定性构造算法为循环移位值p_j,k赋值使得其检验矩阵避免了四六环的产生；

B.构建信源节点编码方案：各信源节点S_k，通过编码器QC-LDPC-S_k对各自产生的信息比特编码，生成码字c_k并通过广播信道发送至中继节点R_w和目的节点D，其中k＝1，2…，K，为大于1的整数；w＝1，2…，W，为大于1的整数。

C.构建协作中继编码方案：各中继节点R_w接收来自各信源节节点S_k的信息，通过译码器Decoder-R_w译码得到原始的信息比特，并采用编码器QC-LDPC-R_w重新编码，然后将编码取得的校验比特通过广播信道发往目的节点D；

D.构建目的节点译码方案：目的节点D接收来自各信源节点S_k及协作中继节点R_w的信息，基于校验矩阵和码字之间的关系Hc＝0，通过联合迭代译码算法译码并分析系统的误码率性能。

设计列重为3，行重为L的规则QC-LDPC码，其校验矩阵可表示为：

其中，I(p_j,k)是受循环移位值p_j,k控制的一个B×B的循环置换矩阵。

由于QC-LDPC码的围长受到移位值p_j,k取值的影响。所以此处采用确定性构造方法为p_j,k赋值，消除校验矩阵中的短环提高QC-LDPC码的围长。该算法受贪婪算法启发得到，对于循环移位值p_j,k(0<j<2,0<k<L)而言，从p_j,k-1+1开始的第一个使得校验矩阵围长≥8的整数赋给p_j,k。当所有的移位值都赋值完毕后，就得到了所需的校验矩阵。在算法执行之前，校验矩阵中的I(p_j,k)都是全零矩阵。

具体构造算法：令校验矩阵第二行各循环移位矩阵的移位值p_1,k＝k(0≤k<L)，其中0≤k＜L，而第三行各循环移位矩阵的移位值p_2,k(0≤k<L)则根据L奇偶性的不同，p_2,k(0≤k<L)分别取值：

若L为偶数：

若L为奇数：

上述两式也可统一表示为：

给定行重L、子矩阵B(B≥3L²/4)的大小，根据式(23)即可构造一个码长为L×B的QC-LDPC码，且对应的校验矩阵H的围长至少为8。

实施例一

基于QC-LDPC编码的双信源单中继编码协作系统：

如图2所示，基于QC-LDPC编码的双信源单中继编码协作系统的编码方案为：

步骤S01：信源节点S₁,S₂分别发送的独立信息比特 在经过信源处编码器QC-LDPC-S₁,QC-LDPC-S₂编码后生成码字

利用TDMA方式，信源节点S₁,S₂分别将码字c₁,c₂通过广播信道发送至中继节点和目的节点。

步骤S02：中继节点R首先利用译码器Decoder-R对来各个自信源节点的信号进行译码，并将恢复出的信息比特s₁,s₂级联得到新的信息比特s'，然后通过编码器QC-LDPC-R再次进行编码，得到

其中，p＝[p₁,L,p_M]^T为中继节点编码产生的校验位。由于c₁,L,c_K已经由信源节点发送至目的节点了，为了保证高效的传输效率，中继节点仅将校验位p发送至目的节点。

步骤S03：目的节点D分别接收来自两个信源节点S₁,S₂的码字以及中继节点的校验比特p＝[p₁,L,p_M]^T。基于校验矩阵和码字之间的关系：

H₁c₁＝0 (27)

H₂c₂＝0 (28)

H_Rc_R＝0 (29)

双信源单中继编码协作系统对应的联合校验矩阵H_D1满足以下关系：

H_D1c＝0 (30)

其中，联合码字c＝[c₁,c₂,p]^T通过级联c₁，c₂和p得到，其码长为2N+M。联合校验矩阵为：

结合图3分析同等条件下，基于QC-LDPC编码的双信源单中继编码协作系统和相应点对点系统在高斯信道(AWGN)下的误码率性能。其中，基于QC-LDPC编码的双信源单中继编码协作系统信源节点S₁、S₂都采用了码长为1200，码率为2/3的QC-LDPC码；中继节点R采用了码长为2800，码率为6/7的QC-LDPC码；而系统的联合校验矩阵大小为1200×2800，系统码率为4/7。与之相应的点对点系统采用了码长为2800，码率为4/7的QC-LDPC码。

仿真结果表明，当迭代次数为1时，基于QC-LDPC编码的双信源单中继编码协作系统与点对点系统的BER性能相差无几，这是因为迭代次数为1时，译码算法只利用了来自信道的信息，而外信息没有进行交换。当迭代次数为10时，基于QC-LDPC编码的双信源单中继编码协作系统的BER性能较相应的点对点系统就有了一定的提升，这是因为联合设计QC-LDPC码中的短环(girth-4，girth-6)都被消除了，使得外部信息被充分交换，获得了更高的编码增益。同时，中继节点的设置提高了目的节点部分接收信号的信噪比(提高了1dB)，故通过联合MS迭代译码就可以提升整个协作系统的BER性能。另外值得一提的是，虽然该系统的误码率性能与传统的QC-LDPC编码的协作系统相比并不具有绝对的优势。但是，其中继节点的编码复杂度更低，编码时延更短，功率消耗更小，使得该发明能更好的适用实际的生产实践。

实施例二

基于QC-LDPC编码的单信源双中继编码协作系统：

如图4所示，基于QC-LDPC编码的单信源双中继编码协作系统的编码方案为：

步骤S01：对于信源节点S而言，其编码方式与双信源单中继编码协作系统一致，此处不再赘述。

步骤S02：由于是单信源双中继编码协作系统，故各中继节点的编码方案较单中继编码协作系统而言更为简单，中继节点R₁,R₂只需利用译码器Decoder-1，Decoder-2对来自信源节点的信号进行译码，恢复出原始的信息位s＝[s₁,...,s_N-M]^T，然后通过编码器QC-LDPC-R₁,QC-LDPC-R₂再次编码即可得到码字

其中，为编码产生的校验位。

步骤S03：目的节点D分别接收来自信源节点的c_s＝[s₁,...,s_N-M,p₁,L,p_M]^T以及两个中继节点的校验比特同理，基于校验矩阵和码字之间的关系可得，编码协作系统对应的联合校验矩阵H_D2满足如下关系：

H_D2c＝0 (34)

其中联合码字c＝[c_s,p₁,p₂]^T是通过级联c_s和p₁,p₂得到的，其码长为N+M₁+M₂。联合校验矩阵为：

结合图5分析同等条件下，基于QC-LDPC编码的单信源双中继编码协作系统和相应点对点系统的误码率性能。其中，基于QC-LDPC编码的单信源双中继编码协作系统信源节点S采用了码长为2400，码率为5/6的QC-LDPC码；中继节点R₁、R₂都采用了码长为2800，码率为6/7的QC-LDPC码；而系统的联合校验矩阵大小为1200×3200，系统码率为5/8。与之相应的点对点系统采用了码长为2800，码率为5/8的QC-LDPC码。

仿真结果表明，当迭代次数为1时，基于QC-LDPC编码的单信源双中继编码协作系统与点对点系统的BER性能几乎一样，这是因为迭代次数为1时，译码算法只利用了来自信道的信息，而外信息没有进行交换。当迭代次数为10时，基于QC-LDPC编码的单信源双中继编码协作系统的BER性能较相应的点对点系统就有了一定的提升，这是因为联合设计QC-LDPC码中的短环(girth-4，girth-6)都被消除了，使得外部信息被充分交换，系统获得了更高的编码增益。同时，中继节点的设置提高了目的节点部分接收信号的信噪比(提高了1dB)，故通过联合MS迭代译码就可以提升整个协作系统的BER性能。同样，该系统的中继节点编码复杂度更低，编码时延更短，功率消耗更小，能更好的适用实际的生产实践。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于QC-LDPC码的多信源多中继协作构建方法，其特征在于：所述多信源多中继编码协作系统包括单信源多中继、多信源单中继、及多信源多中继编码协作系统，通过对信源节点和中继节点QC-LDPC码的联合设计，消除了系统校验矩阵中的短环；同时，在中继节点处采用了形如H_R＝[A B L C I]的校验矩阵对信息比特进行编码，其包括如下构建内容：

A.QC-LDPC码的确定性构造：利用确定性构造算法为循环移位值p_j,k赋值使得其校验矩阵避免了四六环的产生；

B.构建信源节点编码方案：各信源节点S_k，通过编码器QC-LDPC-S_k对各自产生的信息比特编码，生成码字c_k并通过广播信道发送至中继节点R_w和目的节点D，其中k＝1，2…，K，为大于1的整数；w＝1，2…，W，为大于1的整数；

C.构建协作中继编码方案：各中继节点R_w接收来自各信源节节点S_k的信息，通过译码器Decoder-R_w译码得到原始的信息比特，并采用编码器QC-LDPC-R_w重新编码，然后将编码所得的校验比特通过广播信道发往目的节点D；

D.构建目的节点译码方案：目的节点D接收来自各信源节点S_k及协作中继节点R_w的信息，基于校验矩阵和码字之间的关系Hc＝0，通过联合迭代译码算法译码并分析系统的误码率性能。

2.根据权利要求1所述的基于QC-LDPC码的多信源多中继协作构建方法，其特征在于：所述QC-LDPC码的确定性构造中，利用确定性构造算法计算校验矩阵中的循环移位值p_j,k，以消除构造的校验矩阵中存在短环；在此算法下，给定行重L、子矩阵B的大小，其中B≥3L²/4，即可构造一个码长为L×B的QC-LDPC码，且对应的校验矩阵H的围长至少为8。

3.根据权利要求1或2所述的基于QC-LDPC码的多信源多中继协作构建方法，其特征在于：所述QC-LDPC码的确定性构造中，设计列重为3，行重为L的规则QC-LDPC码，其校验矩阵表示为：

其中，I(p_j,k)是受循环移位值p_j,k控制的一个B×B的循环置换矩阵；

采用确定性构造方法为p_j,k赋值，消除校验矩阵中的短环以提高QC-LDPC码的围长；对于循环移位值p_j,k(0<j<2,0<k<L)而言，从p_j,k-1+1开始的第一个使得校验矩阵围长≥8的整数赋给p_j,k，其中j为循环移位值p_j,k对应所在行，k为循环移位值p_j,k对应所在列，当所有的移位值都赋值完毕后，就得到了所需的校验矩阵，在算法执行之前，校验矩阵中的I(p_j,k)都是全零矩阵；

具体构造算法：令校验矩阵第二行各循环移位矩阵的移位值p_1,k＝k(0≤k<L)，而第三行各循环移位矩阵的移位值p_2,k(0≤k<L)则根据L奇偶性的不同，p_2,k(0≤k<L)分别取值：

若L为偶数：

若L为奇数：

上述两式也可统一表示为：

4.根据权利要求3所述的基于QC-LDPC码的多信源多中继协作构建方法，其特征在于：在信源节点S_k处，所述信源节点S_k采用QC-LDPC码对信息比特进行编码，编码得到的码字c_k中包含原始的信息比特和检验比特，即c_k＝[s_k,p_k]^T，其中k＝1，2…，K，为大于1的整数。

5.根据权利要求4所述的基于QC-LDPC码的多信源多中继协作构建方法，其特征在于：对于多信源单中继编码协作系统，所述中继节点R首先利用译码器Decoder-R对来各个自信源节点的信号进行译码恢复出原始信息比特，并将其级联得到新的信息比特，然后通过编码器QC-LDPC-R重新编码，得到c_R，中继节点R采用了形如的下三角校验矩阵。

6.根据权利要求5所述的基于QC-LDPC码的多信源多中继协作构建方法，其特征在于：对于单信源多中继编码协作系统，所述中继节点R_w利用译码器Decoder-R_w对来自信源节点的信号进行译码恢复出原始的信息位s，然后通过编码器QC-LDPC-R_w再次编码即可得到码字

7.根据权利要求5所述的基于QC-LDPC码的多信源多中继协作构建方法，其特征在于：对于多信源多中继编码协作系统，原始的信息比特均由信源节点S_k发往目的节点D，所述中继节点R_w仅将校验位p发送至目的节点D。

8.根据权利要求1所述的基于QC-LDPC码的多信源多中继协作构建方法，其特征在于：当系统为两个及以上多信源单中继编码协作系统时，目的节点D接收来自各个信源节点的码字c_k以及中继节点的校验比特p，然后基于联合校验矩阵和码字之间的关系：H_D1c＝0进行译码；

其中，系统码字c＝[c₁,c₂,L L,c_K,p]^T通过级联c_k(k＝1,L,K)和p得到；

而联合校验矩阵为：

9.根据权利要求1所述的基于QC-LDPC码的多信源多中继协作构建方法，其特征在于：当系统为单信源多中继编码协作系统时，目的节点D接收来自信源节点的c_s以及各中继节点的校验比特p_w，然后基于联合校验矩阵和码字之间的关系：H_D2c＝0进行译码；

其中，联合码字c＝[c_s,p₁,p₂,L L,p_W]^T通过级联c_k和p_w得到；而联合校验矩阵为：