[發明專利]基于BIBD可變碼率的量子LDPC碼構造方法

有效

• 申請號: 202010840446.0
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111934692B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 王云江;姚璐陽;肖卓彥;石莎;熊星宇;張懿;閆軍智;王增斌
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于BIBD可變碼率的量子LDPC碼構造方法，其特征在于，利用BIBD構造準循環LDPC碼校驗矩陣，添加擴展因子對矩陣進行擴展得到量子LDPC碼矩陣，該方法的步驟包括如下：

步驟1，生成對應的BIBD類型：

從L的三個類型中選取其一，生成對應的GF(L)域，得到與L對應的BIBD類型,其中，L＝6t+1對應TYPE1型BIBD、L＝12t+1對應TYPE2型BIBD、L＝20t+1對應TYPE3型BIBD，t是整數，使L是一個素數或素數冪；

步驟2，構造準循環LDPC碼校驗矩陣：

從BIBD對應的GF(L)域中構造s個初始集，將每個初始集映射成GF(2)域上的向量，將映射后的向量循環右移，得到每個向量對應的大小為L×L的行循環方陣，將所有的行循環方陣組成準循環LDPC碼校驗矩陣H，其中，s與t的取值對應相等；

步驟3，生成基礎矩陣H'：

從準循環LDPC碼校驗矩陣H中選取前m塊，組成基礎矩陣H'，其中，m取偶數，且m＜s；

步驟4，對基礎矩陣H'進行擴展：

構造與基礎矩陣H'大小相同的α個矩陣，對基礎矩陣H'進行擴展；其中，α表示取值大于1的擴展因子；

所述的基礎矩陣H'進行擴展的具體步驟如下：

第一步，構造α個與基礎矩陣H'維度相同的待確定元素值的矩陣，將α個矩陣級聯組成待確定元素值矩陣

第二步，對待確定元素值的矩陣中等于的列元素為界，將矩陣分為兩部分；

第三步，對分界線左側的待確定子循環矩陣每一行每一列的元素賦值，當(j-1)％α＝i時，將基礎矩陣H'＝[h₁,h₂,…h_k,…h_m]中第j列的元素賦值給矩陣的第i行，第j列的元素，否則，將矩陣的h_i,j值設置為零；對分界線右側的待確定的子循環矩陣賦值，當i＝0時，將基礎矩陣H'＝[h₁,h₂,…h_k,…h_m]中第j列的元素賦值給矩陣的第0行，第j列元素，當i≠0時，將矩陣的h_i,j值設置為零，得到用于糾正比特錯誤的矩陣

步驟5，構造準循環LDPC碼矩陣：

依據辛積正交準則，構造一個與大小相同且正交的用于糾正相位錯誤的矩陣

步驟6，將矩陣和上下級聯,得到準循環量子LDPC碼校驗矩陣

步驟7，計算量子LDPC碼的碼率：

按照計算量子LDPC碼的碼率其中，r表示量子LDPC碼校驗矩陣行的大小，c表示量子LDPC碼校驗矩陣列的大小；

步驟8，獲得表示可變碼率的量子LDPC碼的矩陣：

將采用擴展因子α構造得到的作為所構造的可變碼率的量子LDPC碼的矩陣。

2.根據權利要求1所述的基于BIBD可變碼率的量子LDPC碼構造方法，其特征在于：步驟5中所述的依據辛積正交準則，構造一個與大小相同且正交的用于糾正相位錯誤的矩陣指的是：對用于糾正比特錯誤的準循環矩陣保持準循環矩陣每一行中零元素的位置不變，以中間點m/2為基準，依據辛積正交準則，將矩陣每一行中非零元素進行鏡像兩兩交換，將交換后矩陣中所有非零元素做轉置操作，得到能糾正相位錯誤的矩陣