[发明专利]准循环低密度奇偶校验码的编码方法及装置

说明书

本发明提供了一种准循环低密度奇偶校验码的编码方法及装置，该方法包括：确定扩展因子z，以及基础校验矩阵Hb；利用确定的z和Hb对待编码比特序列I进行低密度奇偶校验码LDPC编码；其中，Hb包括对应于系统比特的mb行kb2列的块A和对应于校验比特的mb行mb列的块B，kb2＝nb‑mb，kb2是大于或等于4的整数，mb、nb均是整数。通过本发明，解决了相关技术中采用结构化LDPC编码存在待编码比特序列的长度连续变化时编码性能恶化的问题，达到了提高LDPC编码性能的效果。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种准循环低密度奇偶校验码的编码方法及装置。

背景技术

数字通信系统发射端通常包括信源、信源编码器、信道编码器和调制器等部分，接收端通常包括解调器、信道译码器、信源译码器和信宿。信道编码器用于给信息比特按照一定的规则引入冗余信息以便接收端信道译码器能够在一定程度上纠正信息在信道上传输时发生的误码。

一般来讲，前向纠错(Forward error correction，简称为FEC)编码就是由信息比特序列生成校验比特序列的过程，信息比特序列和校验比特序列共同组成了我们常说的码字比特序列。常用的FEC编码包括Turbo码、低密度奇偶校验码(Low Density Check Code，简称为LDPC)，极化码，卷积码等；例如长期演进(Long-Term Evolution，简称为LTE)系统中就采用了Turbo码用于数据传输；IEEE 802.11系统中采用的是LDPC码和卷积码。

LDPC码是一种基于稀疏校验矩阵的线性分组码，正是利用它的校验矩阵的稀疏性，才能实现高吞吐量低复杂度的编译码，从而使得LDPC码走向实用化。LDPC码具有很多译码算法，其中，信息传递算法(Message Passing algorithm)或者置信度传播算法(BeliefPropagation algorithm，简称为BP)是LDPC码的主流和基础算法，目前出现了很多改进的有效译码算法。

LDPC奇偶校验矩阵的图形表示形式是二分图。二分图和校验矩阵之间具有一一对应的关系，一个M*N的奇偶校验矩阵H定义了每个具有N比特的码字满足M个奇偶校验集的约束。一个二分图包括N个变量节点和M个奇偶校验节点。当第m个校验涉及到第n个比特位，即H中第m行第n列的元素Hm，n＝1时，将有一根连线连接校验节点m和变量节点n。二分图中，任何同一类的节点之间都不会有连接，并且二分图中的总边数和校验矩阵中非零元素的个数相等。

一类特殊LDPC码由于具有结构化的特征，逐渐成为主流应用。设这种LDPC码的奇偶校验矩阵H为(M×z)×(N×z)矩阵，它是由M×N个分块矩阵构成，每个分块矩阵都是z×z的基本置换矩阵的不同幂次，基本置换矩阵为单位阵时，它们都是单位阵的循环移位矩阵(默认为右移)，因此结构化LDPC码也被称为准循环LDPC码。具有形式如下：

如果如果是大于或者等于0的整数，则定义其中，P是一个z×z的标准置换矩阵，具体形式如下：

通过这样的幂次就可以唯一标识每一个分块矩阵，如果某一分块矩阵为全0矩阵，矩阵一般用-1来表示，如果是单位阵的循环移位s获得，则等于s，所以所有可以构成一个基础校验矩阵Hb。而z是指示所述标准置换矩阵的维数，在此将z称之为扩展因子。此时，结构化LDPC码完全可以由基础校验矩阵Hb和扩展因子z唯一确定。基础校验矩阵包括多个参数：mb、nb和kb2，其中，mb是基础校验矩阵行数(可以说是基础校验矩阵的校验列数)，nb基础校验矩阵列数，而kb＝nb-mb是基础校验矩阵的系统列数。

例如，基础校验矩阵Hb(2行4列)如下所述，而且扩展因子z等于4：

则奇偶校验矩阵为：