[發(fā)明專利]用于生成LDPC碼校驗矩陣的方法、及該LDPC碼編碼方法

有效

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• 申請日: 2013-05-02
• 公開（公告）號: CN103220005B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉紹華;王健;羅志勇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 黃磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字通信研究領(lǐng)域，特別涉及一種用于生成LDPC碼校驗矩陣的方法，以及基于上述矩陣的LDPC碼編碼方法。

背景技術(shù)

LDPC碼（Low?Density?Parity?Check?Code，低密度奇偶校驗碼）是目前信息領(lǐng)域和通信界最熱門的研究之一，也是現(xiàn)代編碼理論的典型代表。與Turbo碼相比，LDPC碼糾錯能力更強大，誤碼平層更低；迭代譯碼算法為并行算法，硬件實現(xiàn)時延遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Turbo碼；LDPC碼本身有抗突發(fā)錯誤特性，不需引入交織器，避免了可能帶來的時延。

LDPC碼優(yōu)異的譯碼性能使其具有良好的應(yīng)用前景，在很多領(lǐng)域可以代替Turbo碼，已被列入未來移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。以LDPC碼作為內(nèi)碼，BCH碼作為外碼的級聯(lián)碼的方案已被下一代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)DVB-S2采納。在我國，由廣電總局提出的采用LDPC碼作為信道編碼技術(shù)的Timi方案，也被列入我國地面數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)備選方案中。LDPC碼還在深空通信、光纖通信、衛(wèi)星數(shù)字視頻和聲頻廣播、磁/光全信息存儲、移動和固定無線通信、數(shù)字圖像水印、電纜調(diào)制/解調(diào)和數(shù)字用戶線(DSL)等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。

在硬件實現(xiàn)上，LDPC碼可以采用DSP及FPGA來實現(xiàn)高速譯碼，許多公司也在積極開發(fā)相應(yīng)的譯碼芯片。

當(dāng)需要自主設(shè)計基于LDPC的編碼電路時，必須結(jié)合LDPC碼本身的設(shè)計和處理要求來考慮相應(yīng)的硬件設(shè)計。LDPC是一種線性分組碼，其校驗矩陣只含有很少量的1，其余元素均為0，即其校驗矩陣H是稀疏矩陣。LDPC碼的編碼算法的設(shè)計以校驗矩陣的設(shè)計為核心考慮，編碼算法本身直接決定了對于處理芯片硬件資源的消耗。

設(shè)LDPC碼的碼長為N，校驗矩陣每列包含j個1，每行包含k個1，則該碼稱為規(guī)則LDPC碼，記作(N,j,k)，其中k稱為行重，j稱為列重。校驗矩陣H對應(yīng)的Tanner圖中的環(huán)也稱為H的環(huán)。研究表明，好的LDPC碼應(yīng)避免校驗矩陣中含有短環(huán)，特別是長度為四的環(huán)。

目前，LDPC碼的編碼中，最常用的是準(zhǔn)循環(huán)方法(QC方法)，除此之外，還有有限幾何碼（EG,PG）等。其中IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn)，DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)，CCSDS標(biāo)準(zhǔn)，GB20600標(biāo)準(zhǔn)中的LDPC碼編碼的方法均采用了QC方法。對于QC方法而言，其大大的節(jié)約了存儲空間，但通常QC方法引入雙對角矩陣時性能不佳，所以不能簡單的迭代編碼，從而無法降低編碼的復(fù)雜性，對處理芯片的主頻要求較高，因而降功耗比較困難。而且QC方法對于索引矩陣很敏感，通常需要較大階數(shù)的索引矩陣，從而使得其設(shè)計也較為困難。

因此，給出一種容易設(shè)計且編碼復(fù)雜度低、對處理芯片主頻依賴度低且性能佳的LDPC編碼方法具有很大的應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供了一種用于生成LDPC碼校驗矩陣的方法，以及基于上述校驗矩陣的LDPC碼編碼方法，采用這兩種校驗矩陣生成的LDPC碼進(jìn)行編碼，性能好、計算復(fù)雜度低，存儲空間小，而且很容易設(shè)計，能夠較廣泛的在實際中應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)：一種用于生成LDPC碼校驗矩陣的方法，設(shè)碼長為N=k2m，碼率則行重為k、列重為j的規(guī)則校驗矩陣H的構(gòu)造方法如下：

首先設(shè)計索引矩陣A為：