[發(fā)明專利]LDPC碼校驗(yàn)矩陣的構(gòu)造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710401669.5
• 申請(qǐng)日: 2017-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108988870B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李華安;王加慶;白寶明;孫韶輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): H03M13/11
• 分類號(hào): H03M13/11
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 張愷寧

本發(fā)明涉及5G信道編碼技術(shù)，特別涉及LDPC碼校驗(yàn)矩陣的構(gòu)造方法，用于提高系統(tǒng)傳輸性能。該方法為：生成低碼率部分的行重滿足預(yù)設(shè)范圍的基模圖，再基于指定的碼率及所述基模圖確定需使用的部分基模圖，以及采用基于擴(kuò)展因子確定的循環(huán)置換矩陣，對(duì)所述部分基模圖中的非0元素對(duì)應(yīng)的循環(huán)系數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展得到相應(yīng)的的校驗(yàn)矩陣。這樣，便通過(guò)在設(shè)計(jì)的基模圖中限定低碼率部分的行重，保證了根據(jù)基模圖對(duì)應(yīng)的循環(huán)系數(shù)獲得的校驗(yàn)矩陣在應(yīng)用過(guò)程中的傳輸性能。這種設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，不會(huì)增加存儲(chǔ)復(fù)雜度也不會(huì)增加后續(xù)的運(yùn)維成本，同時(shí)，又能在信息傳輸過(guò)程中，有效地支持多種碼率以及支持信息比特長(zhǎng)度，從而在最大限度上提高系統(tǒng)傳輸性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及5G信道編碼技術(shù)，特別涉及LDPC碼校驗(yàn)矩陣的構(gòu)造方法。

背景技術(shù)

目前，隨著第四代移動(dòng)通信技術(shù)(the 4th Generation mobile communicationtechnology，4G)進(jìn)入規(guī)模商用階段，面向未來(lái)的第五代移動(dòng)通信技術(shù)(the 5thGeneration mobile communication technology，5G)已成為全球研發(fā)的熱點(diǎn)。

5G新空口(New radio，NR)設(shè)計(jì)中，增強(qiáng)移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)(enhanced MobileBroadband，eMBB)場(chǎng)景的數(shù)據(jù)信道決定采用低密度校驗(yàn)(Low Density Parity CheckCode，LDPC)碼代替原長(zhǎng)期演進(jìn)(Long Term Evolution，LTE)采用的Turbo碼。

5G新空口定義了三種典型應(yīng)用場(chǎng)景：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)(eMBB，enhanced MobileBroadband),大規(guī)模機(jī)器通信(massive Machine Type Communications，mMTC)和低時(shí)延高可靠通信(Ultra-Reliable and Low Latency Communications，URLLC)。LDPC碼已被遴選為5G eMBB場(chǎng)景中數(shù)據(jù)信道的編碼方案。

針對(duì)5G eMBB場(chǎng)景中LDPC碼的設(shè)計(jì)，當(dāng)前第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)已經(jīng)達(dá)成了很多重要共識(shí)。

首先5G LDPC碼要求采用準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼。準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的校驗(yàn)矩陣H通常可以表示為如下陣列：

其中，每個(gè)矩陣A_i,j都是大小為Z×Z的循環(huán)矩陣。對(duì)于這種LDPC碼，這些循環(huán)矩陣必須是稀疏的。事實(shí)上，重量為1的循環(huán)矩陣最為常見(jiàn)，也就是說(shuō)，循環(huán)矩陣中的每行或每列只有一個(gè)非零元素。如果將校驗(yàn)矩陣H的行數(shù)和列數(shù)分別記為M＝ρZ和N＝cZ的話，待傳輸?shù)男畔⑿蛄蟹纸M長(zhǎng)度則為K＝N-M。發(fā)送端需要用校驗(yàn)矩陣對(duì)待傳輸?shù)男畔⑿蛄蟹纸M進(jìn)行編碼，而接收端也需要基于校驗(yàn)矩陣進(jìn)行譯碼。準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的設(shè)計(jì)過(guò)程涉及三個(gè)重要概念：循環(huán)置換矩陣(Circular permutation matrix，CPM)、基模圖(Base graph)和基矩陣。

準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的構(gòu)造方法有很多種。2003年提出的一種構(gòu)造準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的方法為：首先構(gòu)造一個(gè)大小為ρ×c的基矩陣B，例如：

準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的基模圖是與基矩陣大小相同的矩陣，元素非0即1的：“1”表示基矩陣相應(yīng)位置的移位值不等于-1；“0”則表示基矩陣相應(yīng)位置的移位值為-1。例如，上述例子中基矩陣的基模圖為：

然后，將基矩陣B中的每個(gè)非“-1”元素?cái)U(kuò)展成大小為Z×Z的循環(huán)置換矩陣，將“-1”元素則擴(kuò)展成大小為Z×Z的全零矩陣。假設(shè)采用Pⁱ表示一個(gè)Z×Z的循環(huán)置換矩陣，也稱為基矩陣的子循環(huán)矩陣，i則稱為Pⁱ的移位值。例如：

以Z＝8為例：