[发明专利]一种环构LDPC码构造方法

说明书

本发明公开了一种环构LDPC码构造方法包括初始化LDPC码的码长和码率，构造LDPC码的校验矩阵；所述构造LDPC码的校验矩阵采用环构Tanner图的方式，包括步骤1，构造长度为2L的基础环；步骤2，对所述基础环进行扩展，构造长度为2L的第一扩展环、第二扩展环和第三扩展环；步骤3，对所述基础环、第一扩展环、第二扩展环和第三扩展环进行扩展，构造长度为2L的第四扩展环。本发明利用主动构造环的方式构造LDPC码，解决了LDPC码中出现长度较短的环的问题，进而解决了译码性能损失的问题；和传统方法所构造出的LDPC码相比，本发明方法的平均译码迭代次数要更少，即在完成相同程度译码时，本发明方法消耗的能量要远远小于传统方法；本发明方法可以更快的找到最佳输入参数。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种环构LDPC码构造方法。

背景技术

低密度奇偶校验码也叫做LDPC(Low Density Parity Check Code)码，可以在信息传输速率小于香农极限时使误码率为零。目前LDPC码已经被广泛应用于无线通信、光通信等多个领域，随着LDPC编译码技术的不断发展，LDPC码将会在各个领域中发挥更加重要的作用。

LDPC的构造方法主要分为随机构造法和结构化构造法，随机构造法包括Gallager法、Mackay法和渐进边缘增长法。1999年，Mackay首先提出了通过删除围场为四的环的方式来构造LDPC码。Xiao-Yu Hu等人在2005年提出了一种通过以一种逐边方式在变量节点和校验节点之间建立边或连接来建立大围长的图的方法，也被称为渐进边增长(渐进边缘增长)法。这种构造方法是一种贪心方法，可以在给定的限制下最大化校验矩阵的围长，但是编码实现的复杂度较高。

随机构造法虽然构造简单，但是因为构造的随机性所以编码复杂度很高。与之相比，结构化构造法构造出的矩阵结构固定，编码复杂度较低，可以在硬件上实现。结构化构造法一般主要是利用几何构造法和代数构造法来构造校验矩阵，常见的构造法包括有限几何法和准循环方法。2008年，Wang提出了一种Hill-Climbing方法，与之前的“猜测和测试”方法相比，该方法能够在更短的时间内找到块长度较短的准循环-LDPC码。2012年，Lau在Wang的基础上提出了Improved Hill-Climbing方法，解决了构建基础矩阵和选择移位值复杂度高的问题。

研究表明，当LDPC码中存在长度很短的环时，LDPC码的译码性能会受到很大的影响。渐进边缘增长法和准循环构造法是两种常用的LDPC码构造方法。在渐进边缘增长的方法中，算法贪婪地向变量节点添加新的边来最大化LDPC码中环的长度。在准循环构造法中，LDPC码分为几个部分并且每个部分可以表示为零矩阵或循环置换矩阵，我们可以通过更改每个循环置换矩阵的偏移值来消除短环。在实现本发明过程中，发明人发现基于渐进边缘增长和基于准循环的方法至少存在如下问题：首先，他们不能保证LDPC码中不存在短环，因此通过这些构造方法构造的LDPC码仍然会有性能损失的问题；其次，它们需要完全纠错所需要的迭代次数上限也非常高；最后，很难快速地找到适合他们的最佳输入参数。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种环构LDPC码构造方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种环构LDPC码构造方法，包括初始化LDPC码的码长和码率，构造LDPC码的校验矩阵；所述构造LDPC码的校验矩阵采用环构Tanner图的方式，包括如下步骤：

步骤1，构造长度为2L的基础环；

步骤2，对所述基础环进行扩展，构造长度为2L的第一扩展环、第二扩展环和第三扩展环；

步骤3，对所述基础环、第一扩展环、第二扩展环和第三扩展环进行扩展，构造长度为2L的第四扩展环。