[发明专利]一种用于MCU的LDPC码纠错方法及纠错模块

说明书

本发明提供了一种用于MCU的LDPC码纠错方法，其特征在于：包括如下步骤：S1步，根据设定LDPC码长和码率构造LDPC的校验矩阵H，由校验矩阵H转换得到生成矩阵G，并将校验矩阵H和生成矩阵G进行储存；S2步，输入长度为k的信息序列X；基于生成矩阵G，将信息序列X进行编码得到码字Y；将码字Y编制成码字信息并向外传输；S3步，接收码字信息，得到带噪码字Y′；使用深度学习译码法将带噪码字Y′直接译码成码字X。该方法具有更强的纠错能力，使MCU具有更高的可靠性，降低了译码的迭代次数和复杂度。本发明还提供一种实现上述LDPC码纠错方法的纠错模块。

技术领域

本发明涉及电子通信技术领域，更具体地说，涉及一种用于MCU的LDPC码纠错方法及纠错模块。

背景技术

微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single ChipMicrocomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机。为了提高通信的可靠性，MCU内部配备了误码校正(ECC)模块，传统的ECC模块使用的是汉明码和BCH码来纠正错误。随着MCU的不断发展，人们正在将MCU用于各种各样的新型和更加复杂的计算任务；但是汉明码和BCH码的纠错能力有限，无法满足更加复杂的计算任务和更加庞大的数据通讯量。

低密度奇偶检验码(Low Density Parity Check Code；LDPC)是一类性能逼近香农限的好码，由于它具有纠错能力强、译码复杂度低等诸多优点，是取代汉明码和BCH码的理想方案，但是LDPC码在MCU技术领域上的应用仍然空白。

发明内容

为克服现有技术中的缺点与不足，本发明的一个目的在于提供一种用于MCU的LDPC码纠错方法；该方法具有更强的纠错能力，使MCU具有更高的可靠性，降低了译码的迭代次数和复杂度。本发明的另一个目的在于提供一种实现上述LDPC码纠错方法、纠错能力强、可靠性高、可降低译码迭代次数和复杂度的LDPC码纠错模块。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种用于MCU的LDPC码纠错方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1步，根据设定LDPC码长和码率构造LDPC的校验矩阵H，由校验矩阵H转换得到生成矩阵G，并将校验矩阵H和生成矩阵G进行储存；

S2步，输入长度为k的信息序列X；基于生成矩阵G，将信息序列X进行编码得到码字Y；将码字Y编制成码字信息并向外传输；

S3步，接收码字信息，得到带噪码字Y′；使用深度学习译码法将带噪码字Y′直接译码成码字X。

优选地，所述S1步中，校验矩阵H的构造方法是：设定LDPC码长为n，校验位长度为m，码率为R＝k/n；利用maykay构造法，构造出校验矩阵H。

优选地，所述S1步中，由校验矩阵H转换得到生成矩阵G，是指：将校验矩阵H的右半部分H₂求逆，再乘校验矩阵H的左半部分H₁，得到生成矩阵G的右半部分G₂；生成矩阵G的左半部分G₁设定为大小为k×k的单位矩阵I：

其中，生成矩阵G的大小为k×n。

优选地，所述S2步中，基于生成矩阵G，将信息序列X与生成矩阵G相乘得到长度为n的码字Y：

Y＝X×G。

优选地，所述S3步中，使用深度学习译码法将带噪码字Y′直接译码成码字X，是指：包括以下分步骤：