[發(fā)明專利]準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)碼及其修正和線性編碼方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010605838.5
• 申請(qǐng)日: 2010-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102055485A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳曉富;崔龍;趙春明;尤肖虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M13/11
• 分類號(hào): H03M13/11;H03M13/13
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為低密度奇偶校驗(yàn)碼的編碼方法，屬于信道糾錯(cuò)編碼的編碼構(gòu)造及編碼方法領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在低密度奇偶校驗(yàn)（Low-Density?Parity-Check,簡(jiǎn)稱LDPC）碼的編碼方法當(dāng)中，Richardson在文獻(xiàn)(T.J.?Richardson?and?R.L.?Urbanke,?“Efficient?encoding?of?low-density?parity-check?codes,”?IEEE?Trans.?Inform.?Theory,?vol.47,?no.2,?pp.?638-656,?Feb.?2001.)中提出了基于類下三角形校驗(yàn)矩陣的編碼方法。但是如果校驗(yàn)陣無(wú)法調(diào)整成理想的類下三角形矩陣形式，則編碼的復(fù)雜度還是很高。從LDPC編譯碼器硬件實(shí)現(xiàn)的角度而言，無(wú)結(jié)構(gòu)的LDPC碼不利于硬件實(shí)現(xiàn)。為此，具有準(zhǔn)循環(huán)(Quasi-Cyclic,?簡(jiǎn)稱QC)結(jié)構(gòu)的LDPC碼得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛青睞，QC結(jié)構(gòu)反映到LDPC碼的校驗(yàn)矩陣上具有以下特點(diǎn)：校驗(yàn)矩陣由循環(huán)移位子陣組成，而循環(huán)移位子陣則是單位矩陣經(jīng)循環(huán)移位所得到的方陣，因此循環(huán)移位矩陣在矩陣大小給定的前提下完全決定于移位系數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，QC結(jié)構(gòu)能簡(jiǎn)化編碼器的設(shè)計(jì)，很多QC-LDPC碼的編碼器可以利用循環(huán)移位寄存器來(lái)有效實(shí)現(xiàn)。然而，QC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化編碼器也存在著嚴(yán)重的制約關(guān)系：校驗(yàn)矩陣必須存在一個(gè)由循環(huán)子陣構(gòu)成的滿秩子矩陣。在實(shí)際構(gòu)造中，該條件并不容易滿足。??

在低碼率LDPC碼構(gòu)造中，為提高性能，一般需要引入隱含變量節(jié)點(diǎn)，則相當(dāng)于在LDPC碼的校驗(yàn)矩陣中引入更多的列（1個(gè)變量節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)矩陣中的1列），也即對(duì)應(yīng)的編碼比特并不發(fā)送到信道上，因而稱之為具有隱含節(jié)點(diǎn)的LDPC碼，例如文獻(xiàn)（T.?Richardson?and?R.?Urbanke,?“Multi-Edge?type?LDPC?Codes,”?http://lthcwww.epfl.ch/）提出的多邊型LDPC碼或者文獻(xiàn)（A.?Abbasfar,?D.?Divsalar,?and?K.?Yao,?“Accumulate?Repeat?Accumulate?Codes,”?in?IEEE?International?Symposium?on?Information?Theory,?(Chicago,?Illinois),?June?2004.）中提出的累加-重復(fù)-累加碼(Accumulate-Repeat-Accumulate,?簡(jiǎn)稱ARA)碼。

為便于實(shí)現(xiàn)，具有隱含節(jié)點(diǎn)的LDPC碼也應(yīng)采用準(zhǔn)循環(huán)結(jié)構(gòu)，也即所謂的具有隱含節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)碼。但是，這種準(zhǔn)循環(huán)結(jié)構(gòu)經(jīng)常找不到很好的編碼方法，這是由于準(zhǔn)循環(huán)結(jié)構(gòu)使得校驗(yàn)矩陣中找到由循環(huán)移位子矩構(gòu)成的信息長(zhǎng)度大小的子陣是滿秩的可能性并不大。為此，本發(fā)明對(duì)具有隱含節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)碼的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，并以此為基礎(chǔ)給出了一種線形編碼方法。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是提供一種準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)碼的修正及其線性編碼方法，解決該類低密度奇偶校驗(yàn)碼線形復(fù)雜度編碼難以設(shè)計(jì)的問(wèn)題。????????

技術(shù)方案：本發(fā)明的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)碼變量節(jié)點(diǎn)的維度分為3類：維度為1、維度為2以及維度大于2；維度大于2的變量節(jié)點(diǎn)都是信息節(jié)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于待編碼信息比特位，由于一般不發(fā)送到信道上，因而稱之為隱含節(jié)點(diǎn)；維度為2的變量節(jié)點(diǎn)正好在相應(yīng)的低密度校驗(yàn)矩陣對(duì)應(yīng)的二分圖上形成一個(gè)首尾相連的大環(huán)。??

本發(fā)明的的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)碼的修正方法為：在所述的維度為2的大環(huán)上任選一條邊，將其截去，也即在低密度校驗(yàn)矩陣的相應(yīng)位置填0，從而得到該編碼一種修正結(jié)構(gòu)；校驗(yàn)矩陣中填0操作所在的行作為編碼開(kāi)始啟動(dòng)的位置，稱為編碼啟動(dòng)行。

所述修正結(jié)構(gòu)體現(xiàn)在對(duì)低密度奇偶校驗(yàn)碼的校驗(yàn)矩陣的修改，修改操作對(duì)象是校驗(yàn)矩陣中構(gòu)成大環(huán)的列重為2的列，任取其中一列的“1”將其置成“0”，置換發(fā)生的行稱為啟動(dòng)行，該修正結(jié)構(gòu)結(jié)合校驗(yàn)矩陣的定義具體表述為：

定義：一類具有隱含節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)碼的校驗(yàn)矩陣：

其中，是大小為的循環(huán)移位置換子矩陣，該矩陣完全取決于循環(huán)移位偏移量，為校驗(yàn)矩陣中循環(huán)移位置換子矩陣占的行數(shù)，為校驗(yàn)矩陣中循環(huán)移位置換子矩陣占的列數(shù)，該矩陣的大小為；為方便編碼，此類校驗(yàn)矩陣分為3個(gè)部分：