[發明專利]LDPC編碼中校驗比特的計算方法和裝置

無效

• 申請號: 200710305082.0
• 申請日: 2007-12-27
• 公開（公告）號: CN101471671A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 余榮道
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及編解碼技術領域，特別涉及一種LDPC碼編碼中校驗比特的計算方法和裝置。

背景技術

低密度奇偶校驗碼(Low?Density?Parity?Check?Codes)，是于1962年提出的一種線性分組碼。LDPC碼具有很好的漢明距離特性。利用迭代譯碼算法，LDPC碼可以較低的復雜度逼近香農信道容量限。但是由于當時的計算能力的限制，LDPC碼被認為不是實用碼，在很長一段時間內沒有受到人們的重視。直到1993年，發現了性能近香農限的Turbo碼后，利用隨機構造的Tanner圖研究了LDPC碼的性能，發現采用和積譯碼算法的正則LDPC碼具有和Turbo碼相似的譯碼性能，在長碼時甚至超過了Turbo碼，這一結果引起了編碼界研究LDPC碼的熱潮。

LDPC碼是一種線性分組碼，它的名字來源于其校驗矩陣的稀疏性，即校驗矩陣中每行(每列)非零元素的個數非常稀少，且位置呈隨機發布，大部分元素都是“0”。對于碼長為n、信息位個數為k的LDPC碼，可以由其校驗矩陣H(n-k)×n來描述，所有碼字滿足x·H^T＝0，其中x代表任一碼字。校驗矩陣的每一行表示一個校驗約束，其中所有非零元素對應的碼元變量xj構成一個校驗集，用一個校驗方程表示，即上述公式x·H^T＝0；校驗矩陣的每一列表示一個碼元變量參與的校驗約束，當列元素不為零時，表示該碼元變量參與了該行的校驗約束。

在現有技術的802.16e相關協議中，為了降低LDPC碼的編碼復雜度，LDPC碼構造如下：

LDPC碼基于一個或多個基本的LDPC碼集。每個基本碼是一個系統線性分組碼。基本碼可以生成不同的碼率和不同的包長。

LDPC碼集中的每個LDPC碼定義為m*n的矩陣H，其中n是碼長，m是碼中奇偶校驗位的個數，系統位的個數k＝n-m。矩陣H定義如下：

其中P_i，j是一個z*z的置換矩陣或者一個z*z的全0矩陣。矩陣H是由一個m_b*n_b(下標b表示與基本陣對應，base)的二進制基本矩陣H_b擴展來的，n＝z*n_b，m＝z*m_b，z為整數。擴展的具體方法是，把基本矩陣H_b中的每一個1換成一個z*z的置換矩陣，把每個0換成一個z*z的全0矩陣。基本矩陣的n_b＝24。

置換矩陣使用的置換方式是循環右移，置換矩陣集包含z*z的單位矩陣以及由單位矩陣產生的循環右移矩陣。由于每個置換矩陣由一循環右移來表示，那么二進制基本矩陣的信息以及其置換的信息就可以組合生成一個緊湊原型矩陣Hbm。原型矩陣Hbm和二進制基本矩陣Hb行列數均相同。通過將Hb中的0用空白或負數(如：-1)來代替表示一z*z的全0矩陣，Hb中的1用循環移位大小p(i，j)≥0來代替，原型矩陣能直接擴展為H。

H_b分成兩部分，其中H_b1為系統比特，H_b2為奇偶校驗比特，所以，

LDPC碼集中的每個LDPC碼定義為m*n的矩陣H，其中n是碼長，m是碼中奇偶校驗位的個數，系統位的個數k＝n-m。

H_b2還可以進一步包括h_b和H′_b2兩部分，其中矢量h_b為加權，H′_b2為雙對角線矩陣。H′_b2矩陣中，i代表行數，j代表列數，i＝j以及i＝j+1時，矩陣元素為1；其它情況下為0。

基本矩陣中h_b(0)＝1，h_b(m_b-1)＝1，第三個值h_b(j)＝1，0<j<(m_b-1)