[发明专利]一种基于并行矢量消息传递算法的LDPC码字扩展方法及系统

说明书

本发明提供一种基于并行矢量消息传递算法的LDPC码字扩展方法及系统，本方法引入了一个考虑所有的短环的新的环度量CM，将Tanner图中的所有小于某个长度的短环看作一个整体，用参数CM来评定其对总体性能的影响从而使整体矩阵达到最优。本方法降低了误码率平台，从而得到性能较好的LDPC码。

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于并行矢量消息传递(PMP)算法的LDPC码字扩展方法及系统。

背景技术

前向纠错(FEC)技术是通信系统中不可或缺的技术。基于稀疏奇偶校验矩阵的线性分组码-低密度奇偶校验码(LDPC)的性能接近香农极限，是目前通信和存储系统，如Wimax和模式化媒体存储的DVB-S2、IEEE802.11、IEEE802.16e标准中最流行的差错控制编码技术之一。近年来，5G移动通信中的一种标准信道码也采用了LDPC码。其中，得益于低复杂度和简单的硬件实现，准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)是应用最广泛的LDPC码。

由于不同的通信系统对存储空间，误码率等要求不同，我们经常需要不同长度的QC-LDPC码。因此，大量的研究集中在基于给定的QC-LDPC码字基础上得到不同长度的新的QC-LDPC码字，其中，扩展是获得长码的一种经典的方法。传统的QC-LDPC码字扩展方法使用的度量只考虑了Tanner图中最短环的长度和最短环的数量，因此其在衡量码字的性能时有一定的不足，无法满足通信系统日益增长的性能需求。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于并行矢量消息传递算法的LDPC码字扩展方法及系统，其在传统方法只考虑最短环的基础上引入了较短环的长度和个数，并引进了一种新的环度量(CM)，有效提高了码字的纠错性能。

一种基于并行矢量消息传递算法的LDPC码扩展方法，所述LDPC码C₀，其校验矩阵为H₀，子矩阵为一个Z₀×Z₀的循环移位矩阵，指数矩阵为E(H₀)＝(a_ij),扩展后的LDPC码C₁，其校验矩阵为H₁，子矩阵是一个Z₁×Z₁的循环移位矩阵,其中Z₁＝qZ₀，扩展倍数为q，指数矩阵为E(H₁)＝(b_ij)，其步骤包括：

1)使用E(H₀)初始化E(H₁)，并对H₀中每一个非零矩阵位置，用代替H₁中的相应位置，其中b_ij在a_ij,a_ij+Z₀,a_ij+2Z₀,...,a_ij+(q-1)Z₀中取值，且计算所有可能取值对应的Tanner图的参数CM；

2)选择参数CM值最小相对应的b_ij和相应的子矩阵在对应的位置，并更新H₁和E(H₁)；

3)顺次重复步骤1和步骤2，将H₁的每一个非零矩阵位置更新为新的子矩阵输出E(H₁)，并展开所有的子矩阵得到最终的校验矩阵H₁。

进一步地，所述LDPC码为一QC-LDPC码。

进一步地，所述QC-LDPC码为一奇偶校验矩阵，包括零矩阵和循环移位矩阵。

进一步地，所述QC-LDPC码C₀与C₁的母矩阵具有相同构造。