專利名稱：用于生成ldpc碼校驗(yàn)矩陣的方法、及該ldpc碼編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信研究領(lǐng)域，特別涉及一種用于生成LDPC碼校驗(yàn)矩陣的方法，以及基于上述矩陣的LDPC碼編碼方法。
背景技術(shù)：
LDPC碼(Low Density Parity Check Code,低密度奇偶校驗(yàn)碼)是目前信息領(lǐng)域和通信界最熱門的研究之一，也是現(xiàn)代編碼理論的典型代表。與Turbo碼相比，LDPC碼糾錯(cuò)能力更強(qiáng)大，誤碼平層更低；迭代譯碼算法為并行算法，硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)延遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Turbo碼；LDPC碼本身有抗突發(fā)錯(cuò)誤特性，不需引入交織器，避免了可能帶來(lái)的時(shí)延。LDPC碼優(yōu)異的譯碼性能使其具有良好的應(yīng)用前景，在很多領(lǐng)域可以代替Turbo碼，已被列入未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。以LDPC碼作為內(nèi)碼，BCH碼作為外碼的級(jí)聯(lián)碼的方案已被下一代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)DVB-S2采納。在我國(guó)，由廣電總局提出的采用LDPC碼作為信道編碼技術(shù)的Timi方案，也被列入我國(guó)地面數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)備選方案中。LDPC碼還在深空通信、光纖通信、衛(wèi)星數(shù)字視頻和聲頻廣播、磁/光全信息存儲(chǔ)、移動(dòng)和固定無(wú)線通信、數(shù)字圖像水印、電纜調(diào)制/解調(diào)和數(shù)字用戶線(DSL)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。在硬件實(shí)現(xiàn)上，LDPC碼可以采用DSP及FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)高速譯碼，許多公司也在積極開(kāi)發(fā)相應(yīng)的譯碼芯片。

當(dāng)需要自主設(shè)計(jì)基于LDPC的編碼電路時(shí)，必須結(jié)合LDPC碼本身的設(shè)計(jì)和處理要求來(lái)考慮相應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)。LDPC是一種線性分組碼，其校驗(yàn)矩陣只含有很少量的1，其余元素均為0，即其校驗(yàn)矩陣H是稀疏矩陣。LDPC碼的編碼算法的設(shè)計(jì)以校驗(yàn)矩陣的設(shè)計(jì)為核心考慮，編碼算法本身直接決定了對(duì)于處理芯片硬件資源的消耗。設(shè)LDPC碼的碼長(zhǎng)為N，校驗(yàn)矩陣每列包含j個(gè)I，每行包含k個(gè)I，則該碼稱為規(guī)則LDPC碼，記作(N，j，k)，其中k稱為行重，j稱為列重。校驗(yàn)矩陣H對(duì)應(yīng)的Tanner圖中的環(huán)也稱為H的環(huán)。研究表明，好的LDPC碼應(yīng)避免校驗(yàn)矩陣中含有短環(huán)，特別是長(zhǎng)度為四的環(huán)。目前，LDPC碼的編碼中，最常用的是準(zhǔn)循環(huán)方法(QC方法)，除此之外，還有有限幾何碼(EG, PG)等。其中IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn)，DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)，CCSDS標(biāo)準(zhǔn)，GB20600標(biāo)準(zhǔn)中的LDPC碼編碼的方法均采用了 QC方法。對(duì)于QC方法而言，其大大的節(jié)約了存儲(chǔ)空間，但通常QC方法引入雙對(duì)角矩陣時(shí)性能不佳，所以不能簡(jiǎn)單的迭代編碼，從而無(wú)法降低編碼的復(fù)雜性，對(duì)處理芯片的主頻要求較高，因而降功耗比較困難。而且QC方法對(duì)于索引矩陣很敏感，通常需要較大階數(shù)的索引矩陣，從而使得其設(shè)計(jì)也較為困難。因此，給出一種容易設(shè)計(jì)且編碼復(fù)雜度低、對(duì)處理芯片主頻依賴度低且性能佳的LDPC編碼方法具有很大的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供了一種用于生成LDPC碼校驗(yàn)矩陣的方法，以及基于上述校驗(yàn)矩陣的LDPC碼編碼方法，采用這兩種校驗(yàn)矩陣生成的LDPC碼進(jìn)行編碼，性能好、計(jì)算復(fù)雜度低，存儲(chǔ)空間小，而且很容易設(shè)計(jì)，能夠較廣泛的在實(shí)際中應(yīng)用。本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種用于生成LDPC碼校驗(yàn)矩陣的方法，設(shè)碼長(zhǎng)為N=k2m，碼率
權(quán)利要求
1.一種用于生成LDPC碼校驗(yàn)矩陣的方法，其特征在于，設(shè)碼長(zhǎng)為N=k2m，碼率
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生成LDPC碼校驗(yàn)矩陣的方法，其特征在于，所述索引矩陣A滿足以下條件: 在索引矩陣A中，i，j，k，s，t，P在取值范圍內(nèi)無(wú)論為何值，均有asiatJapk-askatiapJ Φ O (mod2m+1),則校驗(yàn)矩陣 H 無(wú)六環(huán)。
3.一種用于生成LDPC碼校驗(yàn)矩陣的方法，其特征在于，該LDPC碼的校驗(yàn)矩陣H 二 [Hp ，其中Hp為采用權(quán)利要求1的方法生成的校驗(yàn)矩陣，Hd是雙對(duì)角矩陣。
4.一種LDPC碼編碼方法，其特征在于，該LDPC碼的校驗(yàn)矩陣采用權(quán)利要求1或3任意一種方法生成的校驗(yàn)矩陣。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于生成LDPC碼校驗(yàn)矩陣的方法，以及基于上述校驗(yàn)矩陣的LDPC碼編碼方法。構(gòu)造LDPC碼校驗(yàn)矩陣的方法是先構(gòu)造索引矩陣，然后再由索引矩陣構(gòu)造校驗(yàn)矩陣，具體是把索引矩陣中每個(gè)元素axy擴(kuò)展成為2m階的(0,1)方陣再組成校驗(yàn)矩陣；令g(i,axy)≡(2i-1)axy(mod2m+1)，每個(gè)在位置處元素均是1，其余元素均為0，其中i=1,2,3,...,2m。另外，還給出校驗(yàn)矩陣為上述方法生成的矩陣與雙對(duì)角矩陣的組合。本發(fā)明還給出了采用上述任一種方法生成的校驗(yàn)矩陣進(jìn)行LDPC碼編碼的方法。本發(fā)明具有容易設(shè)計(jì)且編碼復(fù)雜度低、存儲(chǔ)空間小、性能佳的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03M13/11GK103220005SQ20131015887
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月2日
發(fā)明者劉紹華, 王健, 羅志勇 申請(qǐng)人:廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司