[发明专利]生成准循环LDPC码及编码的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信与信息系统的纠错编码技术领域，特别涉及一种生成准 循环低密度奇偶校验码及编码的方法与装置。

背景技术

低密度一致校验(LDPC，low density parity check)码是Gallager于1962 年提出的一种线性分组码，由于它的校验矩阵中“1”的个数较少，因此被 称为低密度奇偶校验码，然后由Mackay在1996年重新提出并加以改进。除 了可以用校验矩阵表示LDPC码之外，还可以用Tanner图(见图1)表示LDPC 码，Tanner图和校验矩阵是直接对应的，由变量节点、校验节点和连接它们 的边构成。每个校验节点z_i对应于校验矩阵的第i行，每个变量节点xj对应 于校验矩阵的第j列。当码字中第j个比特参与第i个校验方程，即校验矩 阵中第i行第j列所在位置的元素取值为1时，图1中的校验节点和变量节 点之间存在连线。对于每个节点，与之相连的边数称为这个节点的度数。

LDPC码是目前采用较多的性能优良的一种纠错编码技术，它的主要特 点是支持迭代译码，且性能接近香农容量限。LDPC码具有较低的译码复杂 度，并且支持并行译码等优点，因此有利于提高译码器吞吐量，是下一代高 速数据通信系统中一种较优的纠错编码方案。

目前使用较多的是基于循环移位矩阵设计的准循环LDPC码，其校验矩 阵H_m×n如图2所示，n是码长，m是码字中校验比特的个数，信息比特个 数为k＝n-m。其中是z×z的循环移位矩阵或者是零矩阵。校验矩阵 H_m×n可以看作是由大小为m_b×n_b的二元基校验矩阵H_b按照扩展因子z扩展而 来，其中n＝z×n_b，m＝z×m_b，z为整数。二元基矩阵扩展时，元素1用 z×z右循环移位矩阵替换，元素0用z×z零阵替换。H_m×n中每个循环单 位阵可由其向右循环移位量确定，可以把二元基校验矩阵信息和循环移位信 息整合到一个基校验矩阵中，记为H_b。将H_b中的0换成-1，定义成z×z零 阵，1元素换成循环移位量。由H_b可直接通过扩展因子扩展得到H_m×n。在 构造准循环LDPC码时，以基校验矩阵为基础，通过确定循环移位矩阵的位 置和循环移位量的大小以优化环分布来进行构造。

由于现有可线性编码的校验矩阵中检验位部分对应的结构的限制条件 过多，使得最终设计的码的度分布偏离了最优的度分布。现有构造准循环 LDPC码的渐近边增长(PEG：Progressive Edge Growth)算法是从基本矩阵 每列中的单个元素的角度来考虑，并且设置基本矩阵的非零元素位置时仅仅 是从基本矩阵的角度进行考虑，没有考虑到基本矩阵中环重叠对扩展后校验 矩阵的围长的影响，因此这样可能会使得最终搜索得到的码的性能有所减 弱。

发明内容

本发明实施例提出了一种应用于准循环结构下的有效的多元LDPC码 的构造方法，该方法在构造基本矩阵时，从最优化扩展后所得到的校验矩阵 的角度出发，在设置基本矩阵每列中非零元素的位置和循环移位值，充分考 虑到基本矩阵中环重叠的问题，使最终得到的码有效的削弱环重叠带来的影 响。

本发明实施例提供一种生成准循环低密度奇偶校验码的方法，所述方法 包括：

根据所要设计的低密度奇偶校验码的码率及码长需求和系统需求，确定度 分布序列，该度分布序列的选择使用密度进化的方法；

根据所选择的度分布序列，设置基本矩阵每列的列重；

按照所述基本矩阵列重设置基本矩阵中每列非零元素的位置和取值，得到 基本矩阵；

将所得到的基本矩阵扩展成校验矩阵。

同时本发明实施例进一步提供一种利用准循环低密度奇偶校验码编码的方 法，所述方法为：

对校验矩阵进行分块处理；