[发明专利]一种多码率LDPC码的构造方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，尤其涉及一种多码率LDPC码的构造方法。

背景技术

低密度奇偶校验（Low Density Parity Check，LDPC）码，是由Robert G.Gallager于1962年提出的一类基于稀疏校验矩阵的特殊线性分组码。它通常由校验矩阵H进行描述，校验矩阵H的化零空间即LDPC码的码字空间，其主要特点是校验矩阵具有稀疏性。LDPC码不仅有逼近香农限的良好性能，而且译码复杂度较低，吞吐能力高，结构灵活，是近年来信道编码领域的研究热点，目前己广泛应用于深空通信、光纤通信、地面及卫星数字多媒体广播等领域。LDPC码成为第四代无线移动通信系统和新一代数字电视广播传输系统信道编码方案的强有力竞争者，而基于LDPC码的信道编码方案己经被多个通信与广播标准所采纳，如IEEE802.16e、IEEE802.3an、DVB-T2和DVB-S2，以及数字电视地面多媒体广播传输标准（DTMB）等。

LDPC码具有(N-K)行N列的校验矩阵H=[h_mn]_(N-K)×N，其中，N为码字长度（简称码长），K为信息位长度，M(N-K)一般称作校验位长度，对应码率RK/N。H矩阵由元素0或1组成，它的每一行代表一个校验方程，在Tanner图中称为校验节点，共(N-K)个；每一列代表一个信息比特，在Tanner图中称为变量节点，共N个；H矩阵中的非零元素表示其所在行的校验节点和所在列的变量节点之间的连接关系，在Tanner图中称为边。N(m)表示连接到校验节点m的全部变量节点的集合，即N(m)={n|h_mn=1}；M(n)表示连接到变量节点n的全部校验节点的集合，即M(n)={m|h_mn=1}。

LDPC码的列重表示校验矩阵H每一列中非零元素的个数，是长度为N的向量，也即，n=1，2，...，N。LDPC码的行重表示校验矩阵H每一行中非零元素的个数，是长度为M的向量，也即，ρ→=[ρ1,ρ2,...,ρM],]]>ρm=Σn=1Nhmn,]]>m=1，2，...，M。

兼容多种码率（简称多码率）的信道编码方案在数字广播和移动通信等实际系统中具有很强的应用价值。兼容多种码长（简称多码长）的信道编码方案主要来源于传输系统支持多种业务模式的需求。长码一般应用于广播和卫星通信，而移动通信、电力线通信（Power Line Communication，PLC）等业务一般要求采用短码。空间数据系统咨询委员会（The Consultative Committee for Space Data Systems，CCSDS）用于深空通信的LDPC码、DVB-T2的LDPC码以及LTE V8.1提案的Turbo码，都采用多种码长的信道编码方案。

传统的多码率（或多码长）LDPC码的构造，大多是根据不同码率（或码长）的要求分别构造不同的H矩阵，然后分别进行编码或解码操作。由于各个码率（或码长）的H矩阵相对独立或差别较大，在硬件实现多码率（或多码长）合一的编码及解码系统时，往往难以进行有效的整体优化，使得硬件实现复杂度较高。