[發明專利]一種LDPC碼字結構及碼字編碼方法

有效

• 申請號: 201710461422.2
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN109150192B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 張文軍;徐胤;何大治;高娜;張根寧;蔡煬;王延峰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發明提供了一種LDPC碼字結構，包括具有兩層準循環結構的校驗矩陣H，所述校驗矩陣H中包含有N?K個行和N個列，所述行用于表示校驗節點，所述列用于表示變量節點，其中：K為LDPC碼字的信息位長，N為LDPC碼字的碼字長。同時提供了一種LDPC碼字結構的碼字編碼方法，包括：對校驗位進行初始化；根據編碼碼表將信息位循環累加到校驗位上，編碼碼表由循環行列式的位置及循環行列式內1的偏移量決定；對校驗位進行累加；對校驗位進行交織得到碼字。本發明提供的LDPC碼字結構，具有部分行正交，便于描述、分析，便于設計，便于實現高吞吐量并行譯碼器等優點。

技術領域

本發明涉及通信編碼技術領域，具體地，涉及一種LDPC碼字結構及碼字編碼方法。

背景技術

LDPC碼字是由Gallager博士在1963年首次提出的，他同時提出了碼字并給出了相應的迭代譯碼的算法，但由于起初的迭代譯碼算法較為復雜，加之當時的集成電路技術發展緩慢，因此LDPC碼字在當時并未收到重視。在之后的一段時間內，除了Tanner用二分圖形象化的描述了LDPC的迭代譯碼之外，幾乎沒有學者對LDPC碼字有更多的關注。隨后，在上世紀90年代，基于迭代譯碼機制的Turbo碼被發現是一種可以逼近Shannon限的編碼方案，至此人們才開始注意到了迭代譯碼所具備的優良性能。同時，基于二分圖(Tanner圖)的迭代理論也取得了很大的突破：Spielman將糾錯過程解釋為錯誤逐漸減少的過程，并證明了基于二分圖的編譯碼算法具有線性的復雜度，在此基礎上又有學者提出了利用Expander圖生成具有一定糾錯能力的二分圖的條件和方法，之后Kschischang等人又建立了因子圖(Factor Graph)的理論，進一步深化了基于LDPC迭代譯碼的圖論基礎，在這些研究基礎之上，Wiber則提出了基于圖的LDPC迭代譯碼算法。所有的這些理論的提出，使得在1995年，Mackay和Neal發現了LDPC碼和Turbo碼一樣具有逼近香農限的性能，從而引發了對LDPC碼研究的熱潮。

目前，LDPC最初的隨機碼字編碼，雖然不受任何結構約束，度分布設計自由度較大，更易獲得逼近香農限的度分布，但編碼復雜度極高，不適合廣泛應用；為降低隨機碼字在編碼方向的復雜度，結構化的LDPC碼字相繼被提出，QC、QC-IRA、QC-IRA-raptor等結構化的碼字具有編碼復雜度低、可直接基于校驗矩陣完成編碼等優點。經過對LDPC碼字的深度研究，大家發現LDPC碼在各方面都比Turbo碼更有優勢，具備更好的譯碼性能和更低的實現復雜度，更能適應未來系統高速數據傳輸和高性能的要求，因此收到廣泛應用。目前采用LDPC碼字的通信系統有：5G、歐洲第二代數字廣播電視傳輸標準DVB2系列；IEEE802.11n無線局域網標準；IEEE802.11e無線廣域網標準；中國數字電視地面傳輸標準(DTTB)，以及北美CCSDS的近地、深空通信系統等等。

三星、華為等公司在制定5G標準過程中，基于上述LDPC碼字結構提出無規則的部分子塊行正交的結構，該碼字結構具有便于實現高吞吐量的譯碼器。但是，該結構的LDPC碼字仍然存在如下缺陷：

1、無規則部分子塊行正交結構的校驗矩陣描述復雜，無規律

2、無規則部分子塊行正交結構的校驗矩陣不利于分析

3、無規則部分子塊行正交結構的校驗矩陣構造復雜

目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

發明內容

本發明目的是提供了一種LDPC碼字結構，該碼字結構的校驗矩陣具有兩層準循環結構及碼字編碼方法，具有高吞吐量，譯碼效率高，便于描述分析的優點。

本發明是通過以下技術方案實現的。

根據本發明的一個方面，提供了一種LDPC碼字結構，包括具有兩層準循環結構的校驗矩陣H。