[发明专利]一种RS-LDPC二维乘积码的H矩阵构造方法及其滑动截断译码方法

说明书

本申请提供一种通信系统信道中译码技术领域RS‑LDPC二维乘积码的H矩阵构造方法和滑动截断译码方法。二维乘积编码中，首先，在水平方向采用RS码编码，然后在垂直方向进行速率兼容的LDPC码编码。水平方向的RS码消除了LDPC编码所存在的错误平层问题，垂直方向的LDPC码通过对校验矩阵的构造，可以在高信噪比区域通过滑动截断译码的方式来减少参与译码码字，减小时延。

(一)技术领域

本发明属于通信技术领域的信道编码技术领域，具体是一种基于H矩阵构造方法和相应的RS-LDPC码的滑动截断译码方法。

(二)背景技术

信息在噪声信道中的可靠传输是信息传输系统的基本要求。信道的噪声特性干扰传输信号，为此，信道编码技术应运而生，使得在接收端能够检出和纠正差错。好的码字除了具备优秀的检错和纠错的能力外，还要保证：1.实际应用中有较低的复杂度；2.编译码时延较小。

在数字传输系统中，由于外部的噪声干扰以及光纤内部的码间干扰等原因，数据流在传输过程中可能存在随机错误、突发错误等多种类型的误码。二维乘积码的概念在1954年由P.Elias首次提出，其成分码字由行码和列码两个成分码字组成。二维乘积码的信息符号首先排列成一个m*n的二维信息矩阵，然后对行和列先后按照不同的编码方式进行编码，通过行码和列码这两种成分码字的分别编码实现了由短码构造长码的目的。此外，由于乘积码本身的交织结构无须额外地引入交织技术，对随机错误和突发性错误综合的错误有较好的纠错效果。

RS码是I.S.Reed和G.Solomon于1960年发现的，故称为Reed-Solomon码，简称RS码。这是一种码率很高的FEC方案，作为二维乘积码的成分码字可降低编码冗余。RS码是一种纠正突发错误能力较强的非二进制循环码，同时也可以有效消除LDPC码的错误平层。

LDPC码是Gallager于1962年提出的一种性能接近Shannon极限的线性分组码，选择迭代译码的方式译码。低密度奇偶校验码(LDPC)不但具有逼近香农极限的译码性能，而且LDPC码有类速龙码的特性，可以在信噪比较佳的区域截断译码调整码率来降低功耗，减小时延。且二维乘积码中的LDPC码作为纵向成分码，码长不宜过长，存在一定的错误平层。

LDPC度分布函数：

1)节点角度

Λ_i是度为i的变量节点的数目

P_i是度为i的校验节点的数目

2)边角度

λ_i是度为i的校验节点所连接边占总数的比例

ρⁱ是度为i的校验节点所连接边占总数的比例

尽管，RS-LDPC乘积码对于降低误码率表现不凡，但其译码需以码字矩阵为单位进行，如果为了保证译码效果，码字矩阵较大，会产生较大系统延迟。为了改善这一问题，可以采用码率可变的成分码字构成的乘积码，在信道条件较好时，由于码率可变，只需使用接收到的部分码字信息完成译码；信道条件较差时，增加使用的接收码字来完成译码，最终降低系统的译码总时延。

(三)发明内容

本文的二维编码结构中，有着较好的交织特性，表现在两个方面：首先在水平方向进行RS编码，RS编码后的码字自上而下按列读出进行LDPC编码，不同方向维度的编码；译码过程中，则首先纵向进行LDPC译码，横向进行RS译码，形成了码字本身的交织结构。其次，在完成LDPC的纵向编码后，发送码字进入信道时，采取横向读取依次发送的方式，也是一种交织结构的体现。得益于双重交织特性，可以分散较为集中的错误群，有效纠正信道中的突发性错误。