[发明专利]一种LDPC编码调制的映射及逆映射方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统中的信道编码调制技术，特别涉及一种LDPC编码调制的映射及逆映射方法和设备。

背景技术

低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Codes，LDPC)是一种有效的信道编码技术，它能够提供强有力的纠错性能，具有接近、甚至优于3G中被广泛应用的Turbo码的性能。随着LDPC码在无线标准化的制定过程中受到的瞩目，LDPC码正在成为面向新一代无线通信的候选技术之一。

LDPC码是一种线性分组码，通过校验矩阵进行编码和译码处理。通常有两种方式定义不同的LDPC码，一种是利用校验矩阵来定义的，另一种是利用二分图(Tanner图)来定义的。

LDPC码的校验矩阵具有稀疏矩阵结构，校验矩阵的每列对应编码码字的一个编码比特，称为变量节点，每个变量节点包含的非零元素的个数称为变量节点度数，也就是校验矩阵的列重；每行对应LDPC译码时的一个校验方程，称为校验节点，每个校验节点包含的非零元素的个数称为校验节点度数，也就是校验矩阵的行重。具体地，在MxN的LDPC码校验矩阵中，变量节点x_N-1...x₀的个数(编码比特数)为N，校验节点c_M-1...C₀的个数(校验比特数)为M。在校验矩阵中，如果节点之间的度数不相同，就定义为非规则LDPC码。

对于LDPC码的每个变量节点而言，其节点度数相当于该节点所关联的校验方程数。每个变量节点包含的校验方程被用于译码时对该变量节点的纠错处理。具体地，LDPC码的译码算法是一种基于消息传递的迭代算法，基本思想是利用代表决策正误的概率信息在变量节点和校验节点之间进行反复式迭代译码。通过校验矩阵中的变量节点和校验节点的连接关系，校验节点产生的软信息送给变量节点，而变量节点产生的软信息又反馈给校验节点进行再一次的译码。例如，在每次得到N个编码比特的译码结果后，将该译码结果代入M个校验节点对应的校验方程进行校验，若M个校验节点的最后结果均为0，则表明译码完成，当其中任意一个校验节点不为0时，则表明参与该校验节点计算的变量节点所对应的编码比特出错，则根据校验结果调整编码比特后进行下一次迭代。整个译码过程就这样反复进行，直至达到一定的结果或达到指定的重复次数，再将最终的译码结果作为用户数据作其他相应的处理。

在LDPC码的迭代译码结构中，每个节点输出的软信息都作为先验概率(即可靠信息)提供给另一个节点使用，并且本次产生的译码结果经校验方程校验后确定是否为最终译码结果，若不是，则根据校验结果调整译码结果，并进行下一次的译码。正是这种先验概率的反复产生与反复使用，使得最终的译码性能得以不断提高。常用的LDPC码的译码算法是和积译码算法，在和积译码算法中，可靠信息的传递形式是对数似然比(LLR)。

由于非规则LDPC码的编码比特具有不均等纠错特点，变量节点所对应的校验节点数越多，它从这些独立的校验节点上得到的可靠信息(即概率信息)就会增加，也就能够更准确地判断出该变量节点的正确与否。利用这个特点，在非规则LDPC码的迭代译码过程中，纠错能力强的编码比特可以通过迭代译码提供更多的概率信息给其他纠错能力弱的比特，改善LDPC译码效果。

图1是一个码率1/2编码比特数N＝12、校验比特数M＝6的非规则LDPC码的构成例子，其中变量节点分别为x₁₁...x₀，其中，x₁₁，x₁₀，x₉，x₈，x₇的变量节点度数为2；x₆，x₅，x₄，x₃，x₂的变量节点度数为3；x₁，x₀的变量节点度数为4；校验节点分别为c₅c₄c₃c₂c₁c₀，它们各自的校验节点度数为6、5、5、6、5、6，6个校验节点c₅...c₀所对应的校验方程如下所示，其中‘+’为‘Modulo-2’二进制加法运算操作：