[发明专利]校验矩阵的生成方法和装置

说明书

本发明公开了一种校验矩阵的生成方法和装置。其中，该方法包括：初始化规则校验矩阵，其中，规则校验矩阵的每行按照相同度的分布；调整规则校验矩阵的列的度，其中，调整后的规则校验矩阵的行和列均满足度的分布；检验规则校验矩阵是否存在短环；在检测出规则校验矩阵存在短环的情况下，调整由短环引起的非零元素，并在调整后重复检验是否存在短环，直到规则校验矩阵没有短环；输出规则校验矩阵。本发明解决了现有技术中LDPC校验矩阵存在短环的技术问题。

技术领域

本发明涉及LDPC码领域，具体而言，涉及一种校验矩阵的生成方法和装置。

背景技术

LDPC码(Low Density Parity Check Code，即低密度奇偶校验码)于1962年被Gallager提出以来，由于当时技术条件限制，一直沉寂了将近30年。直到1999年，Mackay等重新发现并证明LDPC是一种逼近香农限的好码，使用迭代译码的LDPC码性能甚至超越了Turbo码，由此LDPC码的研究又重新回到了人们的视野，成为编码领域研究的一个热点。

LDPC码通常采用迭代译码算法，当码中没有短环存在时，其译码方法相当高效。当存在短环时，其节点传递出去的消息经过几轮迭代后又传递回其本身，造成了信息的重复利用，降低了译码性能，因此如何消除码中的短环成为了LDPC码研究的一个重要课题。目前消除短环的方法普遍采用了搜索消除法，但是代数以及几何构造消除法也逐渐时兴起来。无论哪种消环的校验矩阵构造方法，都是从Gallager所提出的Gallager校验矩阵为基石作为研究出发点的。

LDPC码校验矩阵构造方法的基本思想是，通过某种确定的方式构造一个正则子矩阵，再将该子矩阵通过某种变换生成一系列正则子矩阵，最后把这些子矩阵组合起来构成我们所要的校验矩阵H。其构造方法具体如下：

(1)将校验矩阵H按照行划分成H₁到H_j，共j个子矩阵，其中，j为大于等于1的整数。每个子矩阵的行数都相同，而且子矩阵中的任意一列都只包含一个1，如下所示：

(2)将构造校验矩阵H的第一个子矩阵H₁，按照如下规律排列：H₁的第1行的第1到第k个元素设为1，其余元素为0，其中，k为大于等于1的整数；第二行的第k+1到2k个元素设为1，其余元素为0；以此类推，第i行的第(i-1)*k+1到ik个元素为1，其余元素为0。由此可以看到，子矩阵H₁中的比特位1在每行中是降幂排列的。

(3)校验矩阵H中剩下的j-1个子矩阵是对子矩阵H₁进行随机变换构成的。按照以上Gallager的方法经过散步构造得到的LDPC码，从构造方式可以看出其校验矩阵H的行重和列重是固定的，每行中有k个1，每列中有j个1。因此，由于校验矩阵H的行重和列重是固定的，导致校验矩阵H保密性较差，且构造矩阵H可能存在四环的问题。

针对现有技术中LDPC校验矩阵存在短环的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种校验矩阵的生成方法和装置，以至少解决现有技术中LDPC校验矩阵存在短环的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种校验矩阵的生成方法，包括：初始化规则校验矩阵，其中，所述规则校验矩阵的每行按照相同度的分布；调整所述规则校验矩阵的列的度，其中，调整后的所述规则校验矩阵的行和列均满足度的分布；检验所述规则校验矩阵是否存在短环；在检测出所述规则校验矩阵存在短环的情况下，调整由所述短环引起的非零元素，并在调整后重复检验是否存在所述短环，直到所述规则校验矩阵没有所述短环；输出所述规则校验矩阵。

进一步地，调整所述列的度包括：按照从左到右的顺序，检验每列的度；对包含非零元素超过阈值的列的位置按照预定规则调整或者随机调整。