[发明专利]基于奇偶校验矩阵分解构造全分集LDPC码的纠错方法

说明书

本发明公开了一种基于奇偶校验矩阵分解构造全分集LDPC码的纠错方法，包括：对LDPC码的校验矩阵进行列交换，将其分解为对应信息位的第一子矩阵和对应校验位的第二子矩阵；从第一子矩阵中提取单位交织矩阵，即单位交织矩阵分解后对应信息位的第三子矩阵，对应校验位的第四子矩阵；将对应信息位的第三子矩阵和校验位的第四子矩阵以及2个单位交织矩阵交叉组合，生成具有全分集特性的LDPC码校验矩阵：优化LDPC校验矩阵中的单位交织矩阵，生成全分集LDPC码校验矩阵；将全分集LDPC码校验矩阵应用于无线通信多天线系统中，以纠正块衰落造成的码字错误。该方法构造的全分集LDPC码具有全分集特性，且构造复杂度较低。

技术领域

本发明属于通信或存储中纠错编码技术领域，具体涉及一种基于奇偶校验矩阵分解构造全分集LDPC码的纠错方法。

背景技术

在传统随机噪声信道，例如加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise，AWGN) 信道，纠错码是保证信息传输或者存储可靠的主要技术手段。编码增益是衡量纠错码性能的主要指标。学者Gallager教授提出的低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check，LDPC) 码在AWGN信道下具有非常强的纠错能力，相继进入了很多通信与存储系统，保证数据传输或存储的可靠性。

但是，在某些应用场景，例如：多天线传输系统、重传机制、协作通信、存在块删除的存储信道等，可以用块衰落(Block Fading，BF)信道或块删除(Block Erasure，BE) 信道作为其模型。在该模型下，分集阶数对码性能的改善起着至关重要的作用，而传统针对随机错误信道(例如AWGN信道)的LDPC码在BF/BE信道下不能实现全分集。

随着研究的深入，针对BF/BE信道的特性提出了能获得满分集的全分集纠错码。通过密度演化算法，利用迭代分裂技术构造的全分集LDPC码，其所有变量节点和校验节点均在多次迭代译码过程后获得全分集，增加了全分集奇偶校验比特的比例，通过校验比特在迭代译码过程中向信息节点传递外部信息，获得了一定的编码增益，改善了纠错性能。

基于渐进边增长(Progressive Edge-Growth，PEG)算法的规则全分集LDPC码和规则准循环全分集LDPC码构造方法，可改善编码增益，使性能更加优异。准循环算法构造规则全分集LDPC码的方法，利用准循环码进行root-LDPC码的重新构造不影响根节点的连接，以保证码的全分集特性。

上述方法虽然均实现了LDPC码的全分集，但是，由于均需要对LDPC码的构造进行专门设计，不能较好地利用目前LDPC码构造中已经得到的优化结果，在某些应用场景，例如协作通信的框架下，增加了系统设计的复杂度。

发明内容

本发明针对通信或者存储中的块衰落信道或块删除信道场景，提供一种基于奇偶校验矩阵分解构造全分集LDPC码的纠错方法，该方法构造的全分集LDPC码具有全分集特性，构造复杂度低，充分利用了LDPC码研究中的成果，并且在某些应用场景可以获得优越的性能，详见下文描述：

一种基于奇偶校验矩阵分解构造全分集LDPC码的纠错方法，所述方法包括：

对LDPC码的校验矩阵进行列交换，将其分解为对应信息位的第一子矩阵和对应校验位的第二子矩阵；

从第一子矩阵中提取单位交织矩阵，即单位交织矩阵分解后对应信息位的第三子矩阵，对应校验位的第四子矩阵；

将对应信息位的第三子矩阵和校验位的第四子矩阵以及2个单位交织矩阵交叉组合，生成具有全分集特性的LDPC码校验矩阵：

优化LDPC校验矩阵中的单位交织矩阵，生成全分集LDPC码校验矩阵；

将全分集LDPC码校验矩阵应用于无线通信多天线系统中，用以纠正块衰落造成的码字错误。

其中，所述将其分解为对应信息位的第一子矩阵和对应校验位的第二子矩阵具体为：