[发明专利]一种LDPC码的改进编码方法及系统

说明书

本发明公开了一种LDPC码的改进编码方法及系统，本发明通过对IEEE802.16e标准中使用的LDPC码的串行和并行两种编码方法的研究，提出了一种改进的双向递归编码方法，分析表明新方法计算复杂度低，可以提高编码的并行度，硬件实现中运算更为简单。

技术领域

本发明涉及编码技术，尤其涉及一种802.16e标准中LDPC码的改进编码方法及系统。

背景技术

低密度奇偶检验码最早由Gallager于1963年提出，20世纪90年代后期，由于Turbo码的发现使得学者重新对LDPC码进行了研究。现在LDPC码从理论上已被证明是一类非常接近香农限的纠错码。

LDPC码作为前向纠错码广泛地应用于通信和存储领域，并被IEEE 802.16e标准选择作为其信道编码技术。LDPC码在码长足够长的时候性能接近香浓极限，但是对LDPC码而言，一个需要面对的主要问题是其编码器的实现复杂度与码长成二次方递增。于是，怎样使得LDPC码可以在与码长成线性关系的时间内完成编码，就成了一个非常关键的问题。由于LDPC码也是一种线性分组码，其编码算法与其他线性分组码的编码算法基本类似。主要可以分为三类：基于生成矩阵G的高斯消元法、基于校验矩阵H的LU编码算法和专门针对近似下三角矩阵的简化Efficient编码算法。这几种算法各有优劣，在实现中主要根据所选的LDPC码码型来选定编码算法。

IEEE 802.16e标准下的LDPC码有着特殊的结构，其校验矩阵是一个“准双对角线”矩阵，其传统的串行编码算法，编码效率不高，因此能够通过并行计算每个校验位来进行改进。虽然这种并行计算大大减少了编码延时，但在硬件实现时需要更大的存储量。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种802.16e标准中LDPC码的改进编码方法及系统，采用双向递归改进，硬件实现更容易，占用存储量更小。

技术方案：本发明所述的LDPC码的改进编码方法，包括：

(1)选取扩展因子z_f；

(2)将已知的信息位数据向量U每z_f个比特划分为一组，得到k_b组分组数据，将待求取的校验位数据向量V每z_f个比特划分为一组，得到m_b组分组数据，记为其中，m_b+k_b＝n/z_f，n为码长；

(2)根据LDPC码基矩阵H_b和k_b组分组数据按照以下公式计算得到a_i：

式中，P_p(i,j)表示将z_f×z_f的单位阵循环右移p(i,j)位后得到的矩阵，p(i,j)表示基矩阵H_b中第i行第j列的元素；

(3)根据a_i按照以下公式计算得到校验位分组数据v₁：

式中，形如(·)^(_*)表示将·循环左移*位后得到的向量，形如(·)^(*)表示将·循环右移*位后得到的向量，l_x表示基矩阵H_b中位于第x行的非零元素，2≤x≤m_b-1；

(4)根据校验位分组数据v₁通过关系式H_b×[U,V]^T＝0采用双向递归计算得到校验位分组数据v_i，i＝1,..,m_b；