专利名称：矩阵构造方法及设备、编解码方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及编码技术领域，特别涉及一种矩阵构造方法及设备、编解码方法及设备。
背景技术：
低密度奇偶校验(LDPC，Low Density Parity Check)码具有优异的纠错性能、高译码吞吐率、译码简单等特征，所以成为目前信道编解码领域的研究热点，而LDPC码与混合自动重传请求(HARQ，HybridAutomatic RepeatreQuest)技术的结合是当前该领域的研
究重点。在移动通信系统中，HARQ几乎是必备的一种技术，这就要求所构造的LDPC码不仅要有优异的纠错性能，还要具有良好的码率兼容特性。现有的可变码率的LDPC码可以分为带预打孔节点的LDPC码和不带预打孔节点的 LDPC 码。其中，带预打孔节点的LDPC码可以包括累积重复累积码(ARA，Accumulate Repeat Accumulate),重复累积锯状累积码(ARJA, AccumulateR印eat Jagged Accumulate),重复累积校验累积码(ARCA, Accumulate RepeatCheck Accumulate)等。在带预打孔节点的LDPC码的LDPC码校验矩阵中，每一行表示一个校验方程，LDPC 码校验矩阵H包括子矩阵A、子矩阵B、子矩阵T、子矩阵C、子矩阵D和子矩阵E，具体为
权利要求
1.一种编码方法，其特征在于，包括根据扩展的原型图矩阵对信息序列进行编码，得到校验序列；对所述校验序列进行打孔；根据所述信息序列和对校验序列打孔后剩下的比特，生成码字比特序列；其中，所述扩展的原型图矩阵包括将LDPC码原型图邻接矩阵中的子矩阵a、b、c、t和 e中的每个元素扩展成1行1列的矩阵后得到子矩阵a1、b1、c1、t1和e1，和，根据预定的子矩阵d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中一步恢复节点的个数和循环移位量，将子矩阵 d中的各非0元素扩展成1行1列的矩阵后所得到的子矩阵d1 ；其中，预定的子矩阵d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中一步恢复节点的个数和循环移位量是根据环长最大化、近似最短环路ACE最大化和信噪比门限最小化中的一个条件得到的，其中，子矩阵d中的非 0元素所对应的扩展矩阵中一步恢复节点是指所述扩展矩阵中行重为1的行所在的列对应的可选打孔节点；其中，所述LDPC码原型图邻接矩阵是m行η列的矩阵，所述LDPC码原型图邻接矩阵中的子矩阵a为m2行k列的矩阵，子矩阵b为m2行Hi1列的矩阵，子矩阵t为m2行m2列的矩阵；子矩阵c为Hi1行k列的矩阵，子矩阵d为Hi1行Hi1列的对角矩阵，子矩阵t为m2行m2列的矩阵；子矩阵e为零矩阵；其中，k是信息节点的个数，Hi1是预打孔节点的个数，η是变量节点的个数，m是校验节点的个数，m = mi+m2 ；η = m2+mi+k ；所述子矩阵d的起始行和所述子矩阵e的起始行在所述LDPC码原型图邻接矩阵的同一行；LDPC码原型图邻接矩阵中子矩阵d所在的列对应预打孔节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将子矩阵d中的非0元素Cli扩展成1行1列的矩阵<是利用如下公式扩展的
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据扩展的原型图矩阵对待发送的信息序列进行编码，得到校验序列包括根据扩展的原型图矩阵所对应的LDPC码校验矩阵，利用公式P1 = D-1Cw,对待发送的ii息序列w进行编码，得到第一校验序列P1 ；利用公式P2 = Γ1 (A^BP1)和所得到的第一校验序列P1和所述信息序列W，得到第二校验序列P2 ；其中，A、B、C、D、T是LDPC码校验矩阵中的子矩阵，所述A、B、C、D、T分别为子矩阵a1、 ^,C1U1和t1扩展后的矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据扩展的原型图矩阵对待发送的信息序列进行编码，得到校验序列包括根据扩展的原型图矩阵，利用公式P1 = (Cl1)-1C1w对待发送的信息序列w进行编码，得到第一校验序列P1，利用公式P2 = (t1)-1 (BVb1P1)和所得到的第一校验序列P1和所述信息序列w，得到第二校验序列P2。
5.一种解码方法，其特征在于，包括通过信道接收比特信息，所接收的比特信息包括信息比特的信息以及校验比特的信息；利用所接收的比特信息，根据扩展的原型图矩阵恢复被打掉的校验比特信息；利用所恢复出的校验比特信息和所接收的比特信息，根据扩展的原型图矩阵对信息比特的信息进行译码，得到信息序列；其中，所述扩展的原型图矩阵包括将LDPC码原型图邻接矩阵中的子矩阵a、b、c、t和 e中的每个元素扩展成1行1列的矩阵后得到子矩阵a1、b1、c1、t1和e1，和，预定的根据子矩阵d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中一步恢复节点的个数和循环移位量，将子矩阵 d中的各非0元素扩展成1行1列的矩阵后所得到的子矩阵d1 ；其中，预定的子矩阵d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中一步恢复节点的个数和循环移位量是根据环长最大化、近似最短环路ACE最大化和信噪比门限最小化中一个条件得到的，其中，预定的子矩阵d中的非0元素所对应的扩展矩阵中一步恢复节点是指所述扩展矩阵中行重为1的行所在的列对应的可选打孔节点；其中，所述LDPC码原型图邻接矩阵是m行η列的矩阵，所述LDPC码原型图邻接矩阵中的子矩阵a为m2行k列的矩阵，子矩阵b为m2行Hi1列的矩阵，子矩阵t为m2行m2列的矩阵；子矩阵c为Hi1行k列的矩阵，子矩阵d为Hi1行Hi1列的对角矩阵，子矩阵t为m2行m2列的矩阵；子矩阵e为零矩阵；其中，k是信息节点的个数，Hi1是预打孔节点的个数，η是变量节点的个数，m是校验节点的个数，m = mi+m2 ；η = m2+mi+k ；所述子矩阵d的起始行和所述子矩阵e的起始行在所述原型图邻接矩阵的同一行；LDPC码原型图邻接矩阵中子矩阵d所在的列对应预打孔节点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，子矩阵d中的非0元素Cli扩展成1行1列的矩阵<是利用如下公式扩展的
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据扩展的原型图矩阵恢复被打掉的校验比特信息包括根据扩展的原型图矩阵所对应的LDPC码校验矩阵，恢复被打掉的校验比特信息；所述根据扩展的原型图矩阵对信息比特的信息进行译码包括根据扩展的原型图矩阵所对应的LDPC码校验矩阵，对信息比特的信息进行译码。
8.一种矩阵构造方法，其特征在于，包括 获取低密度奇偶校验LDPC码原型图邻接矩阵；其中，所述LDPC码原型图邻接矩阵是m行η列的矩阵，所述LDPC码原型图邻接矩阵包括子矩阵a、b、t、c、d和e ；子矩阵a为m2行k列的矩阵，子矩阵b为m2行Hi1列的矩阵，子矩阵t为m2行m2列的矩阵；子矩阵c为Hi1行k列的矩阵，子矩阵d为Hi1行Hi1列的对角矩阵，子矩阵t为m2行m2列的矩阵；子矩阵e为零矩阵；其中，k是信息节点的个数，Hi1是预打孔节点的个数，η是变量节点的个数，m是校验节点的个数，m = mi+m2 ；η = m2+mi+k ；LDPC码原型图邻接矩阵中子矩阵d所在的列对应预打孔节点；对LDPC码原型图邻接矩阵进行扩展，得到扩展后的原型图矩阵； 其中，对LDPC码原型图邻接矩阵进行扩展，得到扩展后的原型图矩阵包括 分别将LDPC码原型图邻接矩阵中的子矩阵a、b、c、t、e中的每个元素扩展成1行1列的矩阵，得到子矩阵a1、b1、c1、t1和e1 ；根据预定的子矩阵d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中的一步恢复节点的个数和循环移位量，将子矩阵d中的各非0元素扩展成1行1列的矩阵，得到扩展的子矩阵d1 ；其中，预定的子矩阵d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中的一步恢复节点的个数和循环移位量是根据环长最大化、近似最短环路ACE最大化或信噪比门限最小化中的一个条件得到的，其中，子矩阵d中的非0元素所对应的扩展矩阵中的一步恢复节点是指所述扩展矩阵中行重为1的行所在的列所对应的可选打孔节点。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据预定的子矩阵d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中的一步恢复节点的个数和循环移位量，将子矩阵d中的各非0元素扩展成1行1列的矩阵包括根据子矩阵d中的非0元素Cli对应的扩展矩阵中的一步恢复节点的个数^和循环移位量Si,利用如下公式将非0元素Cli扩展成1行1列的矩阵，得到<，其中，非0元素Cli为子矩阵d中第i行的非0元素；
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法还包括根据所述扩展后的原型图矩阵，获得LDPC码校验矩阵。
11.一种编码设备，其特征在于，包括编码单元，用于根据扩展的原型图矩阵对待发送的信息序列进行编码，得到校验序列；打孔单元，用于对所述校验序列进行打孔，根据所述信息序列和对校验序列打孔后剩下的比特，生成码字比特序列；其中，所述扩展的原型图矩阵包括将LDPC码原型图邻接矩阵中的子矩阵a、b、c、t和 e中的每个元素扩展成1行1列的矩阵后得到子矩阵a1、b1、c1、t1和e1，和，根据预定的子矩阵d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中一步恢复节点的个数和循环移位量，将子矩阵 d中的各非0元素扩展成1行1列的矩阵后所得到的子矩阵d1 ；其中，预定的子矩阵d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中一步恢复节点的个数和循环移位量是根据环长最大化、近似最短环路(ACE)最大化和信噪比门限最小化中一个条件得到的，其中，预定的子矩阵d中的非0元素所对应的扩展矩阵中一步恢复节点是指所述扩展矩阵中行重为1的行所在的列对应的可选打孔节点；其中，所述LDPC码原型图邻接矩阵是m行η列的矩阵，所述LDPC码原型图邻接矩阵中的子矩阵a为m2行k列的矩阵，子矩阵b为m2行Hi1列的矩阵，子矩阵t为m2行m2列的矩阵；子矩阵c为Hi1行k列的矩阵，子矩阵d为Hi1行Hi1列的对角矩阵，子矩阵t为m2行m2列的矩阵；子矩阵e为零矩阵；其中，k是信息节点的个数，Hi1是预打孔节点的个数，η是变量节点的个数，m是校验节点的个数，m = mi+m2 ；η = m2+mi+k ；所述子矩阵d的起始行和所述子矩阵e的起始行在所述LDPC码原型图邻接矩阵的同一行；LDPC码原型图邻接矩阵中子矩阵d所在的列对应预打孔节点。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，将子矩阵d中的非0元素Cli扩展成1行1列的矩阵<是利用如下公式扩展的
13.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述编码单元，用于根据扩展的原型图矩阵所对应的LDPC码校验矩阵，利用公SP1 = D-1Cw,对待发送的信息序列w进行编码，得到第一校验序列P1 ；利用公式P2 = Γ1 (A^BP1) 和所得到的第一校验序列P1和所述信息序列w，得到第二校验序列P2 ；其中，A、B、C、D、T是 LDPC码校验矩阵中的子矩阵，所述A、B、C、D、T分别为子矩阵aklAckd1和t1扩展后的矩阵。
14.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述编码单元，用于根据扩展的原型图矩阵，利用公式P1 = (cOW对待发送的信息序列w进行编码，得到第一校验序列P1，利用公式P2 = (t1)-1 (BVb1P1)和所得到的第一校验序列P1和所述信息序列w，得到第二校验序列P2。
15.一种解码设备，其特征在于，包括接收单元，用于通过信道接收比特信息，所接收的比特信息包括信息比特的信息以及校验比特的信息；恢复单元，用于利用所接收的比特信息，根据扩展的原型图矩阵恢复被打掉的校验比特信息；解码单元，用于利用所恢复出的校验比特信息和所接收的比特信息，根据扩展的原型图矩阵对信息比特的信息进行译码，得到信息序列；其中，所述扩展的原型图矩阵包括将LDPC码原型图邻接矩阵中的子矩阵a、b、c、t和e 中的每个元素扩展成1行1列的矩阵后得到子矩阵a1、b1、c1、和e1，和，根据预定的子矩阵 d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中一步恢复节点的个数和循环移位量，将子矩阵d中的各非0元素扩展成1行1列的矩阵后所得到的子矩阵d1 ；其中，预定的子矩阵d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中一步恢复节点的个数和循环移位量是根据环长最大化、近似最短环路ACE最大化和信噪比门限最小化中一个条件得到的，其中，预定的子矩阵d中的非0元素所对应的扩展矩阵中一步恢复节点是指所述扩展矩阵中行重为1的行所在的列对应的可选打孔节点；其中，所述LDPC码原型图邻接矩阵是m行η列的矩阵，所述LDPC码原型图邻接矩阵中的子矩阵a为m2行k列的矩阵，子矩阵b为m2行Hi1列的矩阵，子矩阵t为m2行m2列的矩阵；子矩阵c为Hi1行k列的矩阵，子矩阵d为Hi1行Hi1列的对角矩阵，子矩阵t为m2行m2列的矩阵；子矩阵e为零矩阵；其中，k是信息节点的个数，Hi1是预打孔节点的个数，η是变量节点的个数，m是校验节点的个数，m = mi+m2 ；η = m2+mi+k ；所述子矩阵d的起始行和所述子矩阵e的起始行在所述LDPC码原型图邻接矩阵的同一行；LDPC码原型图邻接矩阵中子矩阵d所在的列对应预打孔节点。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，将子矩阵d中的非0元素Cli扩展成1行1列的矩阵<是利用如下公式扩展的
17.一种矩阵构造设备，其特征在于，包括 原型图邻接矩阵获取单元，用于获取LDPC码原型图邻接矩阵； 第一扩展单元，用于分别将LDPC码原型图邻接矩阵中的子矩阵a、b、c、t和e中的每卜元素扩展成1行1列的矩阵，得到子矩阵a^lAc1、—和e1 ；第二扩展单元，用于根据预定的子矩阵d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中的一步恢复节点的个数和循环移位量，将子矩阵d中的各非0元素扩展成1行1列的矩阵，得到扩展的子矩阵d1 ；其中，预定的子矩阵d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中的一步恢复节点的个数和循环移位量是根据环长最大化、近似最短环路ACE最大化和信噪比门限最小化中一个条件得到的，其中，预定的子矩阵d中的非0元素所对应的扩展矩阵中的一步恢复节点是指所述扩展矩阵中行重为1的行所在的列所对应的可选打孔节点。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第二扩展单元，用于根据预定的子矩阵d中的非0元素Cli所对应的扩展矩阵中一步恢复节点的个数^和循环移位量Si，利用如下公式将非0元素Cli扩展成1行1列的矩
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该设备还包括 第三扩展单元，用于根据第一扩展单元和第二扩展单元的扩展结果，获得LDPC码校验矩阵。
全文摘要
本发明实施例提供一种矩阵构造方法及设备、编解码方法及设备，其中，编码方法包括根据扩展的原型图矩阵对信息序列进行编码，得到校验序列；对所述校验序列进行打孔；根据所述信息序列和对校验序列打孔后剩下的比特，生成码字比特序列；其中，扩展的原型图矩阵包括将LDPC码原型图邻接矩阵中的子矩阵a、b、c、t和e扩展得到的子矩阵al、bl、cl、tl和el，和，根据预定的子矩阵d中的各非0元素所对应的扩展矩阵中一步恢复节点的个数和循环移位量，将子矩阵d中的各非0元素扩展成l行l列的矩阵后所得到的子矩阵dl。使用本发明实施例提供的技术方案，能利用一步译码迭代恢复出的被打掉的比特数目就比较多，提高了译码性能。
文档编号H03M13/11GK102571103SQ20101059891
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者边日茂, 金光淳, 金莹, 魏岳军 申请人:华为技术有限公司