[發(fā)明專利]一種多碼率LDPC碼的構(gòu)造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210272811.8
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102811064A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭克武;范力文;潘長勇;黃嘉晨;宋健
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多碼率LDPC碼的構(gòu)造方法。

背景技術(shù)

低密度奇偶校驗(yàn)（Low?Density?Parity?Check，LDPC）碼，是由Robert?G.Gallager于1962年提出的一類基于稀疏校驗(yàn)矩陣的特殊線性分組碼。它通常由校驗(yàn)矩陣H進(jìn)行描述，校驗(yàn)矩陣H的化零空間即LDPC碼的碼字空間，其主要特點(diǎn)是校驗(yàn)矩陣具有稀疏性。LDPC碼不僅有逼近香農(nóng)限的良好性能，而且譯碼復(fù)雜度較低，吞吐能力高，結(jié)構(gòu)靈活，是近年來信道編碼領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，目前己廣泛應(yīng)用于深空通信、光纖通信、地面及衛(wèi)星數(shù)字多媒體廣播等領(lǐng)域。LDPC碼成為第四代無線移動(dòng)通信系統(tǒng)和新一代數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)信道編碼方案的強(qiáng)有力競爭者，而基于LDPC碼的信道編碼方案己經(jīng)被多個(gè)通信與廣播標(biāo)準(zhǔn)所采納，如IEEE802.16e、IEEE802.3an、DVB-T2和DVB-S2，以及數(shù)字電視地面多媒體廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)（DTMB）等。

LDPC碼具有(N-K)行N列的校驗(yàn)矩陣H=[h_mn]_(N-K)×N，其中，N為碼字長度（簡稱碼長），K為信息位長度，M(N-K)一般稱作校驗(yàn)位長度，對應(yīng)碼率RK/N。H矩陣由元素0或1組成，它的每一行代表一個(gè)校驗(yàn)方程，在Tanner圖中稱為校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，共(N-K)個(gè)；每一列代表一個(gè)信息比特，在Tanner圖中稱為變量節(jié)點(diǎn)，共N個(gè)；H矩陣中的非零元素表示其所在行的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)和所在列的變量節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系，在Tanner圖中稱為邊。N(m)表示連接到校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m的全部變量節(jié)點(diǎn)的集合，即N(m)={n|h_mn=1}；M(n)表示連接到變量節(jié)點(diǎn)n的全部校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的集合，即M(n)={m|h_mn=1}。

LDPC碼的列重表示校驗(yàn)矩陣H每一列中非零元素的個(gè)數(shù)，是長度為N的向量，也即，n=1，2，...，N。LDPC碼的行重表示校驗(yàn)矩陣H每一行中非零元素的個(gè)數(shù)，是長度為M的向量，也即，ρ→=[ρ1,ρ2,...,ρM],]]>ρm=Σn=1Nhmn,]]>m=1，2，...，M。

兼容多種碼率（簡稱多碼率）的信道編碼方案在數(shù)字廣播和移動(dòng)通信等實(shí)際系統(tǒng)中具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。兼容多種碼長（簡稱多碼長）的信道編碼方案主要來源于傳輸系統(tǒng)支持多種業(yè)務(wù)模式的需求。長碼一般應(yīng)用于廣播和衛(wèi)星通信，而移動(dòng)通信、電力線通信（Power?Line?Communication，PLC）等業(yè)務(wù)一般要求采用短碼。空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)（The?Consultative?Committee?for?Space?Data?Systems，CCSDS）用于深空通信的LDPC碼、DVB-T2的LDPC碼以及LTE?V8.1提案的Turbo碼，都采用多種碼長的信道編碼方案。

傳統(tǒng)的多碼率（或多碼長）LDPC碼的構(gòu)造，大多是根據(jù)不同碼率（或碼長）的要求分別構(gòu)造不同的H矩陣，然后分別進(jìn)行編碼或解碼操作。由于各個(gè)碼率（或碼長）的H矩陣相對獨(dú)立或差別較大，在硬件實(shí)現(xiàn)多碼率（或多碼長）合一的編碼及解碼系統(tǒng)時(shí)，往往難以進(jìn)行有效的整體優(yōu)化，使得硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較高。