低密度奇偶校验矩阵的编码方法
【专利摘要】一种低密度奇偶校验矩阵的编码方法，包括设定所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分的大小以及循环子阵的大小；初始化所述校验部分所对应的各校验比特；依照所述循环子阵的大小将所述校验比特进行分组以得到多个校验比特组；将各校验比特组中的校验比特与其在低密度奇偶校验矩阵中所关联的信息比特进行累加处理；对累加后的各校验比特作交织处理；将经过交织处理后的各校验比特进行模2加运算以得到最终的校验比特。本技术方案降低了编码复杂度。
【专利说明】低密度奇偶校验矩阵的编码方法
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明涉及编码领域，特别涉及低密度奇偶校验矩阵的编码方法。
【背景技术】
[0003] LDPC码于1963年由Gallager在他的博士论文中首次提出，同时Gallager还提 出了LDPC码的概率译码算法，但是由于概率迭代译码计算过于复杂，鉴于当时的技术发展 水平难以实现，因此LDPC码在当时通信界很快就石沉大海。之后，除了Tanner在上个世纪 80年代形象化的用二分图来描述迭代译码外，几乎没有学者再对LDPC码有过更多的关注。
[0004] 而在1993年，Turbo码的提出则使得人们在45年后，首次看到了一种可以逼近 Shannon限的编码方案。至此人们才开始注意到了迭代译码所具备的优良性能，与此同 时，基于二分图（Tanner图）的迭代理论也取得了很大的突破：Spielman将纠错过程解释 为错误逐渐减少的过程，并证明了基于二分图的编译码算法具有线性的复杂度，在此基础 上又有学者提出了利用Expander图生成具有一定纠错能力的二分图的条件和方法，之后 Kschischang等人又建立了因子图（FactorGraph)的理论，进一步深化了基于LDPC迭代译 码的图论基础；在这些研究基础之上，Wiber则提出了基于图的LDPC迭代译码算法。所有 了这些发展基础，使得在1995年，Mackay和Neal发现了LDPC码和Turbo码一样具有逼近 香农限的性能，从而引发了对LDPC码研究的热潮。
[0005] 由于LDPC码比Turbo码在技术上、特别在复杂度上更具有优势，更能适应未来 系统高速数据传输和高性能的要求，因此得到广泛应用。目前采用LDPC码字的通信系 统有：欧洲第二代数字广播电视传输标准DVB2系列；IEEE802.Iln无线局域网标准； IEEE802.Ile无线广域网标准；中国数字电视地面传输标准（DTTB)，以及北美CCSDS的近 地、深空通信系统等等。
[0006] 从实现的角度来看，需要面临若干挑战。例如，存储便是一个导致LDPC码没有广 泛地实际使用的重要原因。并且，LDPC码实现中的一个关键问题是如何在解码器的若干个 处理引擎(节点)之间实现连接网络。此外，解码处理，尤其是校验节点运算中的计算负载也 会带来问题。
[0007] 因此，需要一个使用简单的编码和解码处理的LDPC通信系统。还需要使用LDPC 码高效地支持高数据速率，而无需引入更大的复杂度。还需要改进LDPC编码器和解码器的 性能，还需要实现LDPC编码的存储要求最小，还需要一种简化LDPC解码器的处理节点之间 的通信方案。
【发明内容】
[0008] 本发明解决的问题是现有的低密度奇偶校验矩阵的编码方法比较繁琐。
[0009] 为解决上述问题，本发明实施例提供了一种低密度奇偶校验矩阵的编码方法，包 括：设定所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分的大小以及循环子阵的大小；初始化所述校 验部分所对应的各校验比特；依照所述循环子阵的大小将所述校验比特进行分组以得到多 个校验比特组；将各校验比特组中的校验比特与其在低密度奇偶校验矩阵中所关联的信息 比特进行累加处理；对累加后的各校验比特作交织处理；将经过交织处理后的各校验比特 进行模2加运算以得到最终的校验比特。
[0010] 可选地，所述校验部分的大小为M*M、循环子阵的大小为q*q;所述依照所述循环 子阵的大小将所述校验比特进行分组以得到多个校验比特组包括：设置所述校验比特为{ Po，A，JJ2，Λ，P4,Λ，.J7M-I丨；将所述校验比特按顺序以q个比特为一组进行分组 以得到多个校验比特组。
[0011] 可选地，所述将各校验比特组中的校验比特与其在低密度奇偶校验矩阵中所关联 的信息比特进行累加处理包括： 对每个校验比特组中的q个比特作如下异或运算：
【权利要求】
1. 一种低密度奇偶校验矩阵的编码方法，其特征在于，包括如下步骤： 设定所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分的大小W及循环子阵的大小； 初始化所述校验部分所对应的各校验比特； 依照所述循环子阵的大小将所述校验比特进行分组W得到多个校验比特组； 将各校验比特组中的校验比特与其在低密度奇偶校验矩阵中所关联的信息比特进行 累加处理； 对累加后的各校验比特作交织处理； 将经过交织处理后的各校验比特进行模2加运算W得到最终的校验比特。
2. 如权利要求1所述的低密度奇偶校验矩阵的编码方法，其特征在于，所述校验部分 的大小为M*M、循环子阵的大小为q*q ;所述依照所述循环子阵的大小将所述校验比特进行 分组W得到多个校验比特组包括： 设置所述校验比特为{ i?〇，A，扔，A，机，}; 将所述校验比特按顺序W q个比特为一组进行分组W得到多个校验比特组。
3. 如权利要求1所述的低密度奇偶校验矩阵的编码方法，其特征在于，所述将各校 验比特组中的校验比特与其在低密度奇偶校验矩阵中所关联的信息比特进行累加处理包 括： 对每个校验比特组中的q个比特作如下异或运算： 疏=卢況獻也诚中，巧二〇，口，3，'.'，逝-14。表示沿氏^^奇偶1$验矩阵中^^ 所关联的信息比特， 乂，根据如下公式得到：
其中，X表示各个校验比特组中第一个校验比特所代表的所述低密度奇偶校验矩阵中 的行里的"1"所在列的位置，但不包括所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分中的"1"的列 的位置。
4. 如权利要求3所述的低密度奇偶校验矩阵的编码方法，其特征在于，所述对累加后 的各校验比特作交织处理包括： 对累加后的各校验比特依照置换格式作交织处理，其中所述置换格式通过如下公式实 现：
其中，i=0、l、2、3、……、q-l;Q=M/q;
{戶0，&，扔，化，/?*，沪5,..，化1^-1 )表示交织前的校验比特； { iV，Pl '，/V，P3 '，iV，/V，...，PM-l I }表示交织后的校验比特。
5. 如权利要求4所述的低密度奇偶校验矩阵的编码方法，其特征在于，将经过交织处 理后的各校验比特进行模2加运算W得到最终的校验比特通过如下公式实现：
其中，A代表了所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分最后一列第二个"1"的位置；所述 最终的校验比特为{ iV，iV，iV，iV，iV，P5 ' }。
6. 如权利要求1所述的低密度奇偶校验矩阵的编码方法，其特征在于，在执行初始化 所述校验部分所对应的各校验比特之前还包括如下步骤： 设定所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分的最后一列中第二个"1"的位置。
【文档编号】H04L1/00GK104426553SQ201310371629
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】张文军, 何大治, 徐胤, 管云峰, 尧勇仕, 杨帆, 赵杰 申请人:上海数字电视国家工程研究中心有限公司