[发明专利]一种LDPC码构造方法

说明书

本发明提供一种LDPC码构造方法，包括以下步骤：步骤1：根据给定的初始基模图设计码率不同的基模图；步骤2：对所述码率不同的基模图分别进行分层提升以得到校验矩阵，其进一步包括：步骤210：基于码长和所述基模图的变量节点数量确定提升层数和每层提升因子；步骤220：根据所述提升层数和提升因子对所述基模图逐层进行提升。基于本发明的实施例，可以简单高效地构造速率兼容LDPC码，所构造的速率兼容LDPC码码长恒定，码率变化范围广、变化灵活度大，所构造码的校验矩阵具有准循环结构和嵌套结构，既可以实现并行编译码，又能降低系统存储量，适宜于编译码器的具体实现。

技术领域

本发明属于无线通信领域物理层信道编码技术，涉及低密度校验码的构造方法，具体涉及一种速率兼容LDPC(Multi-rate low density parity check)码构造方法。

背景技术

对于当前无线通信场景，如：卫星通信链、地面蜂窝通信、水下通信等，收发端需要采用信道编码来保证传输的可靠度。基模图低密度校验(Protograph low-densityparity-check,PTG-LDPC)码是一种具有强差错控制能力和低编译码器复杂度的信道编码方案，已经被用于多种实际的通信系统中。

LDPC码C是一种(n,k)线性分组码，码长为n,信息序列长度为k,码率为k/n,可以由其校验矩阵H唯一定义。H的维数为m×n，m为校验方程的个数。LDPC码的校验矩阵还可以用Tanner图表示。图1示出了一个示例，图1(b)为一LDPC校验矩阵，图1(a)为其Tanner图，Tanner图中的节点分为两部分，顶部节点为校验节点，对应校验矩阵的行，底部节点为变量节点，对应检验矩阵的列，同类节点之间没有边相连，只有在两类节点之间有边存在。如果校验矩阵的第i行第j列元素是非零的，值为d,则Tanner图的第i个校验节点与第j个变量节点间有边相连，且这两个节点的度为d,与节点相连的边的个数为节点的度。例如图1(b)中，校验矩阵的第1行第1列元素为3，则图1(a)中，第1个校验节点与第1个变量节点间有边相连，且这两个节点的度为3。Tanner图是一种二分图。

当前构造PTG-LDPC码的主要方法是基于基模图的提升的构造方法，其主要过程是：先确定一个较小的二分图，称为基模图，然后将基模图复制Q次，然后在Q个独立的副本间置换边，从而得到单个大图，但由于需要大量的计算和搜索操作，所以构造复杂度较高。此外，当前还有采用代数方法构造PTG-LDPC码，其主要步骤包括：基矩阵分解和行列置换。这种代数构造方法具有较低的构造复杂度，但在基矩阵分解的这一步骤中需要基模图满足较多的约束，因此该方法的适用范围较小，构造灵活度较低。

发明内容

本发明针对上述问题，根据本发明的第一方面，提出一种LDPC码构造方法，包括以下步骤：

步骤1：根据给定的初始基模图设计码率不同的基模图；

步骤2：对所述码率不同的基模图分别进行分层提升以得到校验矩阵，其进一步包括：

步骤210：基于码长和所述基模图的变量节点数量确定提升层数和每层提升因子；

步骤220：根据所述提升层数和提升因子对所述基模图逐层进行提升。

在本发明的一个实施例中，步骤1还包括对所述码率不同的基模图进行稀疏化处理。

在本发明的一个实施例中，其中步骤210包括：

根据码长N和基模图变量节点数量n确定提升层数L，令Q＝N/n，对Q进行质因数分解：Q＝q₁×q₂×…×q_L-1×q_L，其中q₁,q₂,…q_L是质数，表示对应层的提升因子。

在本发明的一个实施例中，其中步骤220包括：