[發明專利]LDPC碼校驗矩陣的構造方法

有效

• 申請號: 201710401669.5
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN108988870B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 李華安;王加慶;白寶明;孫韶輝
• 申請（專利權）人: 大唐移動通信設備有限公司
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 張愷寧

本發明涉及5G信道編碼技術，特別涉及LDPC碼校驗矩陣的構造方法，用于提高系統傳輸性能。該方法為：生成低碼率部分的行重滿足預設范圍的基模圖，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，以及采用基于擴展因子確定的循環置換矩陣，對所述部分基模圖中的非0元素對應的循環系數進行擴展得到相應的的校驗矩陣。這樣，便通過在設計的基模圖中限定低碼率部分的行重，保證了根據基模圖對應的循環系數獲得的校驗矩陣在應用過程中的傳輸性能。這種設計方案簡單易實現，不會增加存儲復雜度也不會增加后續的運維成本，同時，又能在信息傳輸過程中，有效地支持多種碼率以及支持信息比特長度，從而在最大限度上提高系統傳輸性能。

技術領域

本申請涉及5G信道編碼技術，特別涉及LDPC碼校驗矩陣的構造方法。

背景技術

目前，隨著第四代移動通信技術(the 4th Generation mobile communicationtechnology，4G)進入規模商用階段，面向未來的第五代移動通信技術(the 5thGeneration mobile communication technology，5G)已成為全球研發的熱點。

5G新空口(New radio，NR)設計中，增強移動寬帶業務(enhanced MobileBroadband，eMBB)場景的數據信道決定采用低密度校驗(Low Density Parity CheckCode，LDPC)碼代替原長期演進(Long Term Evolution，LTE)采用的Turbo碼。

5G新空口定義了三種典型應用場景：增強移動寬帶業務(eMBB，enhanced MobileBroadband),大規模機器通信(massive Machine Type Communications，mMTC)和低時延高可靠通信(Ultra-Reliable and Low Latency Communications，URLLC)。LDPC碼已被遴選為5G eMBB場景中數據信道的編碼方案。

針對5G eMBB場景中LDPC碼的設計，當前第三代合作伙伴計劃(3GPP)已經達成了很多重要共識。

首先5G LDPC碼要求采用準循環LDPC碼。準循環LDPC碼的校驗矩陣H通常可以表示為如下陣列：

其中，每個矩陣A_i,j都是大小為Z×Z的循環矩陣。對于這種LDPC碼，這些循環矩陣必須是稀疏的。事實上，重量為1的循環矩陣最為常見，也就是說，循環矩陣中的每行或每列只有一個非零元素。如果將校驗矩陣H的行數和列數分別記為M＝ρZ和N＝cZ的話，待傳輸的信息序列分組長度則為K＝N-M。發送端需要用校驗矩陣對待傳輸的信息序列分組進行編碼，而接收端也需要基于校驗矩陣進行譯碼。準循環LDPC碼的設計過程涉及三個重要概念：循環置換矩陣(Circular permutation matrix，CPM)、基模圖(Base graph)和基矩陣。

準循環LDPC碼的構造方法有很多種。2003年提出的一種構造準循環LDPC碼的方法為：首先構造一個大小為ρ×c的基矩陣B，例如：

準循環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”表示基矩陣相應位置的移位值不等于-1；“0”則表示基矩陣相應位置的移位值為-1。例如，上述例子中基矩陣的基模圖為：

然后，將基矩陣B中的每個非“-1”元素擴展成大小為Z×Z的循環置換矩陣，將“-1”元素則擴展成大小為Z×Z的全零矩陣。假設采用Pⁱ表示一個Z×Z的循環置換矩陣，也稱為基矩陣的子循環矩陣，i則稱為Pⁱ的移位值。例如：

以Z＝8為例：