[發明專利]一種混合校驗LDPC碼的構造方法

有效

• 申請號: 201810440838.0
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108599775B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 殷柳國;王平;陸建華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11;H03M13/29
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種混合校驗LDPC碼的構造方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)構造準循環LDPC碼作為基礎LDPC碼；具體步驟如下：

1-1)在GF(p)域上，構造列重為a、行重為b的準循環LDPC碼，其中p是素數，b＞a＞0；

1-2)去除步驟1-1)構造的準循環LDPC碼短環，具體步驟如下：

1-2-1)設目標圍長為g，設優化后的基礎LDPC碼校驗矩陣為初始化條件下令l＝2；

1-2-2)檢查中是否存在長度為2l的環：若存在，則轉入步驟1-2-3)；若不存在，則轉入步驟1-2-8)；

1-2-3)計算每個循環移位陣參與長為2l的環的數值，并將計算結果更新到計數矩陣n中；其中，n＝{n_0,0,n_0,1,...n_0,b-1；n_1,0,n_1,1,...n_1,b-1；...；n_a-1,0,n_a-1,1,...n_a-1,b-1}，n_s,t表示第s行、第t列循環移位陣參與長為2l的環的數值，0≤s≤a-1，0≤t≤b-1；

1-2-4)統計計數矩陣n中的數值個數，設計數矩陣n中共有M個不同的數值，將M個數值由大到小排列為n₀,n₁,...,n_M-1；令n_k的下標指示值k＝0；

1-2-5)查找計數矩陣n中數值等于n_k對應的全部循環移位陣，并將所述循環移位陣組成的集合作為待選集Ψ；

1-2-6)檢查Ψ中是否存在滿足度數約束條件的循環移位陣，其中度數約束條件指將選定的循環移位陣替換為零矩陣后中所有約束節點的度數不低于2：若存在，則在Ψ中隨機選取一個滿足度數約束條件的循環移位陣，并轉入步驟1-2-7)；若不存在，則令n_k的下標指示值k＝k+1，重新返回步驟1-2-5)；

1-2-7)將步驟1-2-6)選取的循環移位陣替換為零矩陣；

1-2-8)判斷l＝g/2-1是否成立：若成立，則準循環LDPC碼短環去除完畢，得到優化后的基礎LDPC碼校驗矩陣和構造完畢的基礎LDPC碼，進入步驟2)；若不成立，則令l＝l+1，重新返回步驟1-2-2)；

2)確定步驟1)構造的基礎LDPC碼中待替換的校驗節點；

設計劃選定的校驗節點度數為d_C，2≤d_C≤b，從中選取校驗節點度數為d_C的一層校驗節點作為待替換的校驗節點；若中存在多層校驗節點度數為d_C，則優先選取靠中間的一層的校驗節點作為待替換的校驗節點；

3)根據EXIT函數選取最優子碼；具體步驟如下：

3-1)確定待選子碼集合Ω；

從滿足單奇偶校驗約束條件的RM碼、BCH碼和Simplex碼中將信息序列長為d_C-1的合法子碼作為待選子碼納入待選子碼集合Ω；

3-2)固定步驟1)構造的基礎LDPC碼，根據EXIT函數計算Ω中每個待選子碼與基礎LDPC碼組合的譯碼閾值；

變量節點的EXIT函數表達式如下：

式中，I_E,VND表示變量節點輸出的外信息，I_A,V表示輸入變量節點的平均先驗互信息，λ_i表示與度數為dv_i的變量節點相連的邊所占的比例，I_E,REP表示復雜干擾信道下變量節點EXIT函數，E_b/N₀表示信噪比；

校驗節點的EXIT函數由單奇偶校驗碼約束的校驗節點EXIT函數和子碼約束的校驗節點EXIT函數兩部分組成，表達式如下：

式中，I_E,CND表示校驗節點輸出的外信息，I_A,C表示輸入校驗節點的平均先驗信息，ρ_i表示與度數為dc_i的單奇偶校驗碼約束的校驗節點相連的邊所占的比例，I_E,SPC表示復雜干擾信道下單奇偶校驗碼約束的校驗節點EXIT函數，ρ_C表示與子碼約束的校驗節點相連的邊所占的比例，I_E,Cmpt表示復雜干擾信道下子碼約束的校驗節點EXIT函數；

3-3)根據步驟3-2)的結果，將Ω中譯碼閾值最低的待選子碼確定為最優子碼；

4)將基礎LDPC碼中根據步驟2)確定的待替換的校驗節點替換為根據步驟3)選取的最優子碼約束的校驗節點，混合校驗LDPC碼構造完畢。