CN116506074A - 基于块衰落信道的联合信源信道编码方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线通信领域，并公开了一种基于块衰落信道的联合信源信道编码方法及系统，方法包括：在发射端：获取信源码基础矩阵和信道码基础矩阵；基于信源码基础矩阵与信源数据，获得信息比特序列；基于信道码基础矩阵与信息比特序列，获得传入码字序列；根据传入码字序列进行信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过块衰落信道进行传输；其中，块衰落信道的衰落块数等于分集顺序；在对数尺度，误码率关于接受信噪比函数的曲线斜率定义为分集顺序；在接收端：接收由块衰落信道传输的调制信号，并进行解调；对解调得到的信号进行联合信源信道译码，以恢复出信源数据。本发明具有更好的误码性能同时贴近真实无线通信传输系统。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于块衰落信道的联合信源信道编码方法及系统。
背景技术
随着移动通信的普及和人们生活质量的提高，人们对通信传输的可靠性、有效性等要求越来越高。信道编码技术作为通信系统中的重要组成部分，是提高通信传输可靠性的有效手段，一直是广大通信学者的研究热点。如果在不考虑时延的情况下，信道在建模时可以考虑遍历性质，但是在更加实际的情况下，需要考虑多径传播和移动性。无线通信系统被看作是时变信道。在考虑延迟限制和缓慢变化的多信道等特点的情况下，块衰落(block-fading，BF)信道是一个实际且方便的模型去帮助建模，在众多通信信道模型中，BF信道是最贴近真实无线信道传输场景的模型。尤其适用于涉及缓慢时频跳跃的无线通信（例如蜂窝网络和无线以太网）或使用正交频分复用(orthogonal frequency divisionmultiplexing, OFDM)的多载波调制。
BF信道的特点是：一组（块）符号中的随机信道增益保持不变，从一个块到另一个块随机信道增益取独立的值。由于BF信道具有非遍历特性，在加性高斯白噪声信道(AWGN)和快衰落信道传统的能够达到容量极限的纠错码(error-correction codes, ECCs)。在BF信道下通常不能接近理想的容量极限，例如经典的turbo码和低密度奇偶检验码(LDPC)。在BF信道下表现良好必须要做到完全分集。在非遍历的场景下，由于存在一个不可约的概率即中断概率，BF信道的香农容量是零。
大量的工作已经被完成致力于为BF信道达到容量极限设计一个好的码字，BF信道下卷积码已经实现了完全分集，但是这样的码字在数值分析中指出误码率(word errorrate, WER)灵敏于码长，这同样是不适合缓慢变化衰落的现实模型。在独立衰落信道下码字的错误概率取决于码字间的汉明距离，然而在BF信道下这是由码字间的分块汉明距离决定的。当最小汉明距离越大时，分块汉明距离不一定表现良好。码字达到辛格尔顿界具有最大可分距离(maximum-distance separable, MDS)。最大可分距离对于块擦除信道实现最佳信噪比(signal-to-noise, SNR)指数是关键的。但是在BF信道下是不足够去达到中断概率。为了解决这个问题，一类新的LDPC码字——root LDPC(RLDPC)被提出。在迭代解码的情况下实现了完全分集，RLDPC误码性能接近中断极限且独立于块长。这使得RLDPC十分契合缓慢变化的无线通信场景。
在1961年Gallager首次提出了低密度奇偶校验码(low density parity checkcodes, LDPC)，低密度奇偶校验码在遍历的信道下具有接近香农容限并且相对较低编译码复杂度，但是并不适用于非遍历的块衰落信道。在1981年Tanner提出LDPC码字的因子图表示法。在Tanner图的基础上提出了一类完全分集的LDPC码字——root LDPC(RLDPC)经过仿真与理论验证在基于置信传播(belief propagation, BP)解码能实现接近香农限的误码性能。Maria Fresia提出了联合信源信道编码(joint source and channel coding，JSCC)，与单独信源信道编码相比，JSCC在信道解码部分能够有效的利用到信源压缩的冗余信息以此来降低误码率。经过证实，在JSCC中将LDPC码字同时作为信源码和信道码的新的JSCC方案能有效的降低误码率，但是目前研究都是基于加性高斯白噪声信道(additivewhite gaussian noise, AWGN)。AWGN信道模型具有恒定的频谱密度和高斯分布的幅度，是一种理想的噪声信号，没有考虑实际信道的非理想性，因此不能贴近真实无线通信传输系统，且误码率较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于块衰落信道的联合信源信道编码方法及系统，以改善上述问题。
本发明实施例提供了一种基于块衰落信道的联合信源信道编码方法，其包括：
在发射端：
获取信源码基础矩阵和信道码基础矩阵；
基于所述信源码基础矩阵与待传输的信源数据，获得信息比特序列；
基于所述信道码基础矩阵与所述信息比特序列，获得传入码字序列；其中，信道码采用RPLDPC码；所述RPLDPC码有Q种不同类型的根校验节点，且能够在分块数为Q的块衰落信道下传输；其中，将连接码字比特为(/>,Q)的根校验节点表示为，/>表示第i个变量节点的码字比特；则当Q=2时，根校验节点的一条边连接的变量节点的信息比特传输在块衰落信道的某一衰落块下，受到衰落系数/>的影响；根校验节点剩下的/>条边连接的变量节点的码字比特传输在块衰落信道的另一衰落块下，并受到衰落系数/>的影响，不同类型的根校验节点数量相同；
根据所述传入码字序列进行信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过块衰落信道进行传输；其中，块衰落信道的衰落块数等于分集顺序；在对数尺度，误码率关于接受信噪比函数的曲线斜率定义为分集顺序；
在接收端：
接收由块衰落信道传输的调制信号，并进行解调；
对解调得到的信号进行联合信源信道译码，以恢复出信源数据。
优选地，对于信源码基础矩阵，设其维度为/>，经过PEG算法的复制和交织过程，得到任意长度的信源原模图LDPC码的校验矩阵/>，信源码率/>；信源码字采用R4JA码；
对于信道基础矩阵，设其维度为/>，通过PEG算法的扩展得到导出的衍生矩阵/>，对于信道生成矩阵/>，维度为/>，信道码率/>。
优选地，当码率时，一个RPLDPC维度为/>的基础矩阵表示如下：
其中I和O分别表示维度的单位矩阵和零矩阵，/>和/>分别表示维度/>的子矩阵；变量节点被分成四部分，其中/>对应信息比特，对应检验比特；校验节点被分成/>和/>两类根校验节点。
优选地，通过分别提高信息比特和校验比特的度j=2的变量节点的比例以及维持RPLDPC码字的完全分集性质，基于所述信源码基础矩阵的维度，利用JPEXIT算法计算联合信源信道系统的译码门限，并对信源码基础矩阵与信道码基础矩阵进行穷举搜索，得到门限值最低时的信源码基础矩阵与信道码基础矩阵。
优选地，定义，其中/>是每个信息比特的平均能量，/>表示噪声功率谱密度，/>是每个传输符号的平均能量，R为系统总体传输速率，定义为，块衰落信道的第q个衰落块的接受信噪比/>表示如下：
其中是第q个衰落块的衰落系数；
块衰落信道下分集顺序表示为：
其中,表示平均接受信噪比，/> 表示期望算子，Pw是原模图码字解码输出端的误码率。
优选地，在块衰落信道，原模图码字可实现的最大分集顺序受限于辛格尔顿界:
其中表示不超过x的最大整数，R为系统总体传输速率。
优选地，组成调制信号的信息比特序列中的比特概率分布通过如下公式给出：
p0，p1=1- p0其中， p1=Pr(si=1) ≠p0
其中，p0指伯努利信源随机取0的概率，对应的p1指的是伯努利信源随机取1的概率，si指的是第i个信息比特，Pr表示条件概率。
优选地，信息比特序列F的计算公式如下：
F=Hss
其中，s为信源数据，为信源原模图LDPC码的校验矩阵，通过对信源码基础矩阵进行复制和交织获得。
优选地，传入码字序列M的计算公式如下：
其中，为信道生成矩阵/>的转置矩阵，由信道原模图LDPC码的校验矩阵/>转换生成，且满足/>。
本发明实施例还提供了一种基于块衰落信道的联合信源信道编码系统，其包括发射端和接收端；
所述发射端包括：
基础矩阵生成模块，用于获取信源码基础矩阵和信道码基础矩阵；
信源编码器，用于基于所述信源码基础矩阵与待传输的信源数据，获得信息比特序列；
信道编码器，用于基于所述信道码基础矩阵与所述信息比特序列，获得传入码字序列；基于所述信道码基础矩阵与所述信息比特序列，获得传入码字序列；其中，信道码采用RPLDPC码；所述RPLDPC码有Q种不同类型的根校验节点，且能够在分块数为Q的块衰落信道下传输；其中，将连接码字比特为(/>,Q)的根校验节点表示为，/>表示第i个变量节点的码字比特；则当Q=2时，根校验节点的一条边连接的变量节点的信息比特传输在块衰落信道的某一衰落块下，受到衰落系数/>的影响；根校验节点剩下的/>条边连接的变量节点的码字比特传输在块衰落信道的另一衰落块下，并受到衰落系数/>的影响，不同类型的根校验节点数量相同；
信号调制器，用于根据所述传入码字序列进行信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过块衰落信道进行传输；其中，块衰落信道的衰落块数等于分集顺序；在对数尺度，误码率关于接受信噪比函数的曲线斜率定义为分集顺序；
所述接收端包括：
解调器，用于接收由块衰落信道传输的调制信号，并进行解调；
联合信源信道译码器，用于对解调得到的信号进行联合信源信道译码，以恢复出信源数据。
综上所述，本实施例提供的基于块衰落信道的联合信源信道编码方法，其具有如下优点：
1、将块衰落信道引入联合信源信道编码系统，在信道码字中利用根校验节点对信息比特进行保护。在译码端选择信源译码器和信道译码器联合译码，使用JEXIT算法搜索具有较低迭代解码阈值的RPLPDC码字以追求更好的瀑布区性能，相比于之前的研究具有更好的误码性能同时贴近真实无线通信传输系统；
2、通过引入信源编码并利用编码后的残留冗余信息，充分利用了系统资源(信源编码残留冗余信息)，降低了系统实现复杂度。
附图说明
通过附加图更加方便对于本发明技术方案的理解，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例提供的基于块衰落信道的联合信源信道编码方法的流程示意图。
图2为块衰落信道分为两个衰落块 (Q=2) 时的信道模型示意图。
图3为联合信源信道解码LDPC码字的因子图。
图4为根校验节点与变量节点的连接示意图。
图5(a)为码率的PLDPC和RPLDPC以及优化后的PLDPC1、PLDPC2、RPLDPC1以及RPLDPC2的BER仿真结果。
图5(b)为衰落深度分别为m=1和m=2的码率、/>、/>的RPLDPC码字的BER仿真结果。
图6(a)为码率的RPLDPC码字的因子图表示。
图6(b)为码率的RPLDPC码字的因子图表示。
图6(c)为码率的RPLDPC码字的因子图表示。
图7为本发明提供的基于块衰落信道的联合信源信道编码系统的示意图。
具体实施方式
接下来依照附加图中的流程说明，一种基于块衰落信道的联合信源信道编码方法及系统将被详细的介绍，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种基于块衰落信道的联合信源信道编码方法，其包括如下步骤：
在发射端：
S11，获取信源码基础矩阵和信道码基础矩阵。
信源码字和信道码字都采用的是LDPC码，LDPC码字是Gallager于1963年提出的一类线性分组码，具有较低的编码复杂度，能够有效的逼近香农极限。硬件实现简单，是一类优秀的码字。并且近些年被广泛应用和关注。
如图2和图3所示，原模图LDPC码字（PLDPC码）与稀疏的Tanner图（Tanner图是一种表示校验节点和变量节点连接关系的图）一一对应，Tanner作为一个二部图能够表示为，其中/>表示变量节点的集合，/>表示校验节点的集合，表示变量节点/>连接校验节点/>的连接边的集合。
LDPC码字作为线性分组码的一个子类，原模图LDPC码字与其不同之处在于允许并行边的存在，一个维度的基础矩阵/>经过“复制和交织”操作能够生成维度的导出图，/>表示变量节点/>连接校验节点/>的连接边的数量，通过PEG算法，任意长度的原模图码字能够被获得。
在本实施例中，为了实现基于PLDPC码对信源数据进行信源编码和信道编码，即需要获得其对应的信源码基础矩阵Bs和信道码基础矩阵Bc。
其中，具体地，包括：
对于信源码基础矩阵，设其维度为/>，经过PEG算法的复制和交织过程，得到任意长度的信源原模图LDPC码的校验矩阵/>，信源码率/>；信源码字可以采用R4JA码；
对于信道基础矩阵，设其维度为/>；由于块衰落的非遍历性质，信道码要求实现完全分集，可以采用root-protograph LDPC (RPLDPC) 码。通过PEG算法的扩展可以得到导出的衍生矩阵/>，对于信道生成矩阵/>，维度/>。信道码率/>。
S12，基于所述信源码基础矩阵与待传输的信源数据，获得信息比特序列。
在本实施例中，信息比特序列F的计算公式如下：
F=Hss
其中，s为信源数据，为信源原模图LDPC码的校验矩阵，通过对信源码基础矩阵进行复制和交织获得。
此外，信息比特序列中的比特概率分布通过如下公式给出：
p0，p1=1- p0其中 p1=Pr(si=1)≠p0。
其中，p0指伯努利信源随机取0的概率，对应的p1指的是伯努利信源随机取1的概率，si指的是第i个信息比特，Pr表示条件概率。
S13，基于所述信道码基础矩阵与所述信息比特序列，获得校验位。
其中，传入码字序列M的计算公式如下：
其中，为信道生成矩阵/>的转置矩阵，由信道原模图LDPC码的校验矩阵/>转换生成，且满足/>。
S14，根据所述传入码字序列进行信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过块衰落信道进行传输；其中，块衰落信道的衰落块数等于分集顺序；在对数尺度，误码率关于接受信噪比函数的曲线斜率定义为分集顺序。
在本实施例中，由于块衰落信道的非遍历特性，传统的PLDPC码字需要实现完全分集才能在块衰落信道下实现优秀的误码性能。
定义，其中/>是每个信息比特的平均能量，/>表示噪声功率谱密度，/>是每个传输符号的平均能量，/>为系统总体传输速率，定义为，块衰落信道的第q(/>,Q)个衰落块的接受信噪比/>表示如下：
其中是第q (/>,Q)个衰落块的衰落系数。
块衰落信道下分集顺序表示为：
其中，表示平均接受信噪比，/> 表示期望算子，Pw是原模图码字解码输出端的误码率。
在对数尺度，BER曲线关于SNR函数的曲线斜率定义为分集顺序，当块衰落信道的衰落块数等于分集顺序时PLDPC码字实现完全分集。
为此，本实施例需要依据分集顺序设计新的完全分集信道码字，在本实施实例中，信息比特被根校验节点保护，根校验节点的特殊结构保证了完全分集的实现。
在本实施例，RPLDPC (root protograph-LDPC)为一类新的PLPDC码字。所述RPLDPC码有Q种不同类型的根校验节点，且能够在分块数为Q的块衰落信道下传输；其中，将连接码字比特为(/>,Q)的根校验节点表示为/>，表示变量节点的码字比特，则以两个衰落块为例：根校验节点的一条边连接着变量节点的信息比特传输在块衰落信道的某一衰落块下，受到衰落系数/>的影响。根校验节点剩下的/>条边连接着变量节点的码字比特传输在块衰落信道的另一衰落块下；受到衰落系数/>的影响，为了保证对称性质，不同类型的根校验节点数量相同。如图4所示，黑色圆圈表示传输在衰落系数/>下的变量节点，白色圆圈表示传输在衰落系数/>下的变量节点。
当码率时，一个RPLDPC维度为/>的基础矩阵可以表示如下：
其中I和O分别表示维度的单位矩阵和零矩阵，/>和/>分别表示维度/>的子矩阵。变量节点被分成四部分，其中/>对应信息比特，对应检验比特。校验节点被分成两类根校验节点 (即/>和/>)。
一个好的LDPC码字需要满足以下性质：1、好的迭代解码阈值；2、线性最小距离增长性质。对条件1施加约束：至少一个高度的变量节点，合适数量的度为2的变量节点，对条件2施加约束：度大于3的变量节点，可以通过校验节点拆分技术满足两者的要求，获得复杂度较低的信道基矩阵，线性最小距离增长性质和预编码结构限制度为2的变量节点数量不超过校验节点数量减一个，并且度为1的变量节点数量不超过1个。但是在分离系统下最优的码字在联合信源信道编码还有优化空间，研究表示增加度为2的变量节点可以降低解码阈值。
由于RPLDPC码字的特殊结构，分别考虑提高分块后的信息比特部分和校验比特部分的度为2的变量节点比例，以1/2、2/5、1/3码率的RPLDPC码字和PLDPC码字为例，原始码字和改进码字展示如下：
利用改进后的JEXIT算法，本实施例计算出各类码字的迭代解码阈值，展示在表1：
表1
从表1中可以看出，通过增加度j为2的变量节点的比例可以有效的提高误码性能，尤其是当变量节点关于校验比特部分全为2时性能更好。
在接收端：
S21，接收由块衰落信道传输的调制信号，并进行解调。
其中，对应于第q个衰落块的第k个码字比特的接收信号/>表示为：
其中，是零均值方差为/>的高斯噪声，/>表示噪声功率谱密度。/>表示Nakagami衰落系数。
S22，对解调得到的信号进行联合信源信道译码，以恢复出信源数据。
如图3所示，图3描述了联合信源信道译码原理，输出的外部信息在变量节点和校验节点之间彼此进行馈送更新。不同于分离信源信道解码，除了在信源解码侧和信道解码侧变量节点和校验节点有连接，信源校验节点和信道变量节点也会进行信息交换。在信道解码器中，由于RPLDPC码的特殊结构，可变节点被划分为信息比特和校验比特，图3中，黑色和白色圆圈分别表示信息位和校验位。信道码字用于表示信息位的一个变量节点连接到信源码字的每个校验节点，通过信源和信道解码器之间的连接边缘进行外部信息交换。与分离信源信道编码方案相比，它可以有效地利用信源压缩产生的冗余。
综上所述，本实施例提供的基于块衰落信道的联合信源信道编码方法，其具有如下优点：
1、将块衰落信道引入联合信源信道编码系统，在信道码字中利用根校验节点对信息比特进行保护。在译码端选择信源译码器和信道译码器联合译码，使用JEXIT算法搜索具有较低迭代解码阈值的RPLPDC码字以追求更好的瀑布区性能，相比于之前的研究具有更好的误码性能同时贴近真实无线通信传输系统；
2、通过引入信源编码并利用编码后的残留冗余信息，充分利用了系统资源(信源编码残留冗余信息)，降低了系统实现复杂度。
下面将以一个具体例子来说明本实施例的应用。
在本例子中，对比了两类改进的RPLDPC和未改进的RPLDPC以及PLDPC码字，信源使用码率1/2的R4JA码字，信道码字是1/2的RPLDPC码字，码长3600比特，衰落深度m=1。改进RPLDPC、PLDPC以及最初的码字表示如先前所示。
图5(a)描述了1/2码率下的误码率曲线。从图5(a)中可以看出，RPLDPC码比PLDPC码具有更好的性能。传统的PLDPC编码不能实现完全的分集，因此其错误性能较差。与原始RPLDPC码相比，码和/>码显著提高了它们的错误性能。/>代码具有更好的性能。当/>，/>码字与/>码字相比在1/2码率具有0.5dB的增益。/>码字与/>码字相比在1/2码率具有0.35dB的增益，/>码字与/>码字相比在1/2码率具有0.35dB的增益，/>码字与/>码字相比在1/2码率具有0.15dB的增益，码字的性能最好，/>码字的性能次优，未优化/>码字的性能最差。在相同条件下，RPLDPC码的性能优于PLPDC码。
图5(b)为规则1/2、2/5、1/3码率的RPLDPC码字的误码率仿真曲线，从图5(b)，图6(a)-(c)中可以看出不同码率的RPLDPC码字在瀑布区表现出了良好的误码性能，并且随着衰落深度m的增加，误码性能进一步优化。
请参阅图7，本发明第二实施例还提供了一种基于块衰落信道的联合信源信道编码系统，其包括发射端和接收端；
所述发射端包括：
基础矩阵生成模块110，用于获取信源码基础矩阵和信道码基础矩阵；
信源编码器120，用于基于所述信源码基础矩阵与待传输的信源数据，获得信息比特序列；
信道编码器130，用于基于所述信道码基础矩阵与所述信息比特序列，获得传入码字序列；其中，将连接码字比特为(/>,Q)的根校验节点表示为，/>表示第i个变量节点的码字比特；则当Q=2时，根校验节点的一条边连接的变量节点的信息比特传输在块衰落信道的某一衰落块下，受到衰落系数/>的影响；根校验节点剩下的/>条边连接的变量节点的码字比特传输在块衰落信道的另一衰落块下，并受到衰落系数/>的影响，不同类型的根校验节点数量相同；
信号调制器140，用于根据所述传入码字序列进行信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过块衰落信道进行传输；其中，块衰落信道的衰落块数等于分集顺序；在对数尺度，误码率关于接受信噪比函数的曲线斜率定义为分集顺序；
所述接收端包括：
解调器210，用于接收由块衰落信道传输的调制信号，并进行解调；
联合信源信道译码器220，用于对解调得到的信号进行联合信源信道译码，以恢复出信源数据。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种基于块衰落信道的联合信源信道编码方法，其特征在于，包括：
在发射端：
获取信源码基础矩阵和信道码基础矩阵；
基于所述信源码基础矩阵与待传输的信源数据，获得信息比特序列；
基于所述信道码基础矩阵与所述信息比特序列，获得传入码字序列；其中，信道码采用RPLDPC码；所述RPLDPC码有Q种不同类型的根校验节点，且能够在分块数为Q的块衰落信道下传输；其中，将连接码字比特为(/>,Q)的根校验节点表示为，/>表示第i个变量节点的码字比特；则当Q=2时，根校验节点的一条边连接的变量节点的信息比特传输在块衰落信道的某一衰落块下，受到衰落系数/>的影响；根校验节点剩下的/>条边连接的变量节点的码字比特传输在块衰落信道的另一衰落块下，并受到衰落系数/>的影响，不同类型的根校验节点数量相同；
根据所述传入码字序列进行信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过块衰落信道进行传输；其中，块衰落信道的衰落块数等于分集顺序；在对数尺度，误码率关于接受信噪比函数的曲线斜率定义为分集顺序；
在接收端：
接收由块衰落信道传输的调制信号，并进行解调；
对解调得到的信号进行联合信源信道译码，以恢复出信源数据。
2.根据权利要求1所述的基于块衰落信道的联合信源信道编码方法，其特征在于，
对于信源码基础矩阵，设其维度为/>，经过PEG算法的复制和交织过程，得到任意长度的信源原模图LDPC码的校验矩阵/>，信源码率/>；信源码字采用R4JA码；
对于信道基础矩阵，设其维度为/>，通过PEG算法的扩展得到导出的衍生矩阵/>，对于信道生成矩阵/>，维度为/>，信道码率/>。
3.根据权利要求2所述的基于块衰落信道的联合信源信道编码方法，其特征在于，当码率时，一个RPLDPC维度为/>的基础矩阵表示如下：
其中I和O分别表示维度的单位矩阵和零矩阵，/> 和 />分别表示维度/>的子矩阵；变量节点被分成四部分，其中/>对应信息比特，对应检验比特；校验节点被分成/>和/>两类根校验节点。
4.根据权利要求3所述的基于块衰落信道的联合信源信道编码方法，其特征在于，通过分别提高信息比特和校验比特的度j=2的变量节点的比例以及维持RPLDPC码字的完全分集性质，基于所述信源码基础矩阵的维度，利用JPEXIT算法计算联合信源信道系统的译码门限，并对信源码基础矩阵与信道码基础矩阵进行穷举搜索，得到门限值最低时的信源码基础矩阵与信道码基础矩阵。
5.根据权利要求2所述的基于块衰落信道的联合信源信道编码方法，其特征在于：
定义，其中/>是每个信息比特的平均能量，/>表示噪声功率谱密度，/>是每个传输符号的平均能量，R为系统总体传输速率，定义为/>，块衰落信道的第q个衰落块的接受信噪比/>表示如下：
其中是第q个衰落块的衰落系数；
块衰落信道下分集顺序表示为：
其中,表示平均接受信噪比，/> 表示期望算子，Pw是原模图码字解码输出端的误码率。
6.根据权利要求5所述的基于块衰落信道的联合信源信道编码方法，其特征在于：
在块衰落信道，原模图码字可实现的最大分集顺序受限于辛格尔顿界:
其中 表示不超过x的最大整数，R为系统总体传输速率。
7.根据权利要求1所述的基于块衰落信道的联合信源信道编码方法，其特征在于，组成调制信号的信息比特序列中的比特概率分布通过如下公式给出：
p0，p1=1- p0其中， p1=Pr(si=1) ≠p0
其中，p0指伯努利信源随机取0的概率，对应的p1指的是伯努利信源随机取1的概率，si指的是第i个信息比特，Pr表示条件概率。
8.根据权利要求2所述的基于块衰落信道的联合信源信道编码方法，其特征在于，信息比特序列F的计算公式如下：
F=Hss
其中，s为信源数据，为信源原模图LDPC码的校验矩阵，通过对信源码基础矩阵/>进行复制和交织获得。
9.根据权利要求8所述的基于块衰落信道的联合信源信道编码方法，其特征在于，传入码字序列M的计算公式如下：
其中，为信道生成矩阵/>的转置矩阵，由信道原模图LDPC码的校验矩阵/>转换生成，且满足/>。
10.一种基于块衰落信道的联合信源信道编码系统，其特征在于，包括发射端和接收端；
所述发射端包括：
基础矩阵生成模块，用于获取信源码基础矩阵和信道码基础矩阵；
信源编码器，用于基于所述信源码基础矩阵与待传输的信源数据，获得信息比特序列；
信道编码器，用于基于所述信道码基础矩阵与所述信息比特序列，获得传入码字序列；基于所述信道码基础矩阵与所述信息比特序列，获得传入码字序列；其中，信道码采用RPLDPC码；所述RPLDPC码有Q种不同类型的根校验节点，且能够在分块数为Q的块衰落信道下传输；其中，将连接码字比特为(/>,Q)的根校验节点表示为，/>表示第i个变量节点的码字比特；则当Q=2时，根校验节点的一条边连接的变量节点的信息比特传输在块衰落信道的某一衰落块下，受到衰落系数/>的影响；根校验节点剩下的/>条边连接的变量节点的码字比特传输在块衰落信道的另一衰落块下，并受到衰落系数/>的影响，不同类型的根校验节点数量相同；
信号调制器，用于根据所述传入码字序列进行信号调制，生成调制信号，并将所述调制信号通过块衰落信道进行传输；其中，块衰落信道的衰落块数等于分集顺序；在对数尺度，误码率关于接受信噪比函数的曲线斜率定义为分集顺序；
所述接收端包括：
解调器，用于接收由块衰落信道传输的调制信号，并进行解调；
联合信源信道译码器，用于对解调得到的信号进行联合信源信道译码，以恢复出信源数据。
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