专利名称：Ldpc码构造方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信与电子系统技术领域，特别是涉及一种LDPC码构造方法和装置。
背景技术：
目前，在构造LDPC码的方法中，主要分确定性和随机性两种方式，传统的构造LDPC码技术，典型的有Gallager LDPC码构造法和Mackay LDPC码构造法。Gallager LDPC码构造法主要是由确定的方式构造正则校验矩阵(如单位阵)，将该矩阵的所有排列组合形成一系列正则子矩阵，再将这些正则子矩阵组合成所需的校验矩阵，这是一种随机正则LDPC码。Mackay LDPC码构造法是一种直接构造LDPC码校验矩阵的技术，这种技术产生随机码，在保证校验矩阵的列是等重的条件下，使行重量尽可能相等，是一种准正则码。对于构造LDPC码来说，LDPC码性能的好坏可以直接影响到LDPC码译码的性能，会直接影响到译码中误码率的大小，围长是所有环中有最小边数的环长，其是评估LDPC码的一个重要指标，是影响译码性能的一个重要因素，因而构造大围长的LDPC码很重要。传统的构造LDPC码技术中，确定性方式构造出来的LDPC码的结果比较单一，实用性差；而随机构造的LDPC码容易出现小围长的码，LDPC码的性能较差。
发明内容
基于此，有必要针对传统的构造LDPC码技术构造出来的LDPC码实用性差、性能较差的问题，提供一种LDPC码构造方法和装置。一种LDPC码构造方法，包括如下步骤基于置换群理论对基础校验矩阵进行随机置换获得矩阵种群；根据设定的LDPC码的适应度函数计算所述矩阵种群的各个矩阵个体的适应度；根据每个矩阵个体的适应度从所述矩阵种群中选择矩阵个体；对所述选择的矩阵个体进行交叉和变异处理，获得最优矩阵个体；对所述最优矩阵个体进行解码获得LDPC码。一种LDPC码构造装置，包括置换单元，用于基于置换群理论对基础校验矩阵进行随机置换获得矩阵种群；适应度计算单元，用于根据设定的LDPC码的适应度函数计算所述矩阵种群的各个矩阵个体的适应度；个体选择单元，用于根据每个矩阵个体的适应度从所述矩阵种群中选择矩阵个体；交叉和变异单元，用于对所述选择的矩阵个体进行交叉和变异处理，获得最优矩阵个体；解码单元，用于对所述最优矩阵个体进行解码获得LDPC码。上述LDPC码构造方法和装置，基于置换群的技术，根据基础校验矩阵随机构造矩阵种群，可以构造任意码率的LDPC码，实用性强；同时，利用遗传算法优胜劣汰的特性，通过对矩阵种群中的矩阵个体的交叉和变异，并最终收敛到性能较优的矩阵种群，进而选择出最优矩阵个体，获得大围长的性能优异的LDPC码。
图I为一个实施例的LDPC码构造方法流程图；图2为迭代处理一个应用实例的流程图；图3为一个实施例的LDPC码构造装置结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的LDPC码构造方法的具体实施方式
作详细描述，图I示出了一个实施例的LDPC码构造方法流程图，主要包括如下步骤
应度;
S100，基于置换群理论对基础校验矩阵进行随机置换获得矩阵种群；
S200，根据设定的LDPC码的适应度函数计算所述矩阵种群的各个矩阵个体的适
S300，根据每个矩阵个体的适应度从所述矩阵种群中选择矩阵个体；
S400，对所述选择的矩阵个体进行交叉和变异处理，获得最优矩阵个体；
S500，对所述最优矩阵个体进行解码获得LDPC码。本发明的LDPC码构造方法，根据基础校验矩阵随机构造矩阵种群，并利用遗传算法优胜劣汰的特性，根据适应度和选择原则选择矩阵个体，以及对选择的矩阵个体进行交叉和变异，并最终收敛到性能较优的矩阵种群，然后再从矩阵种群中选择出最优矩阵个体，对其进行解码后，即可获得大围长的性能优异的信道纠错码中的LDPC码。为了更清晰本发明的LDPC码构造方法，下面阐述较佳实施例。对于步骤S100，主要是利用改进的遗传算法来构造，算法首先初始化，产生初始化的矩阵种群，所述的初始化，给定的输入条件是校验节点m，信息节点n，以及信息节点的度分布。假设度分布序列为((^d2，…，dn)，初始化种群时用下述步骤产生(a)根据输入条件设置一个合法的基础校验矩阵；具体的，所述输入条件是校验节点m，信息节点η以及信息节点的度分布，采用该输入条件可以构造任意码率的性能优异的LDPC码；对于设置的基础校验矩阵，例如，构建基础矩阵Htl
权利要求
1.一种LDPC码构造方法，其特征在于，包括如下步骤基于置换群理论对基础校验矩阵进行随机置换获得矩阵种群；根据设定的LDPC码的适应度函数计算所述矩阵种群的各个矩阵个体的适应度；根据每个矩阵个体的适应度从所述矩阵种群中选择矩阵个体；对所述选择的矩阵个体进行交叉和变异处理，获得最优矩阵个体；对所述最优矩阵个体进行解码获得LDPC码。
2.根据权利要求I所述的LDPC码构造方法，其特征在于，所述基于置换群理论对基础校验矩阵进行随机置换获得矩阵种群步骤包括根据输入条件设置一个合法的基础校验矩阵；基于置换群理论对所述基础校验矩阵进行编码获得矩阵个体；将所述矩阵个体进行随机置换获得矩阵种群。
3.根据权利要求I所述的LDPC码构造方法，其特征在于，所述适应度函数为f= a c+ β式中，c为围长的大小，a，β均为常数。
4.根据权利要求I所述的LDPC码构造方法，其特征在于，所述对所述选择的矩阵个体进行交叉和变异处理步骤包括利用置换群相乘的交叉方式对所述选择的矩阵个体进行交叉操作，获得若干个新的矩阵个体；利用置换群相乘的变异方式对所述新的矩阵个体进行变异处理；将所述变异处理后的矩阵个体加入到所述矩阵种群中进行迭代处理。
5.根据权利要求I所述的LDPC码构造方法，其特征在于，所述利用置换群相乘的变异方式对所述新的矩阵个体进行变异处理步骤包括通过设置置换群的左乘以一个随机奇置换来进行矩阵个体的变异。
6.根据权利要求5所述的LDPC码构造方法，其特征在于，所述迭代处理步骤包括将新加入到矩阵种群的矩阵个体取代适应度最小的若干个矩阵个体；在设定的迭代次数内，从所述矩阵种群中选择矩阵个体，并对所述选择的矩阵个体进行交叉和变异处理；在达到最大的迭代次数时，选择适应度最大的矩阵个体作为最优矩阵个体进行输出。
7.一种LDPC码构造装置，其特征在于，包括置换单元，用于基于置换群理论对基础校验矩阵进行随机置换获得矩阵种群；适应度计算单元，用于根据设定的LDPC码的适应度函数计算所述矩阵种群的各个矩阵个体的适应度；个体选择单元，用于根据每个矩阵个体的适应度从所述矩阵种群中选择矩阵个体；交叉和变异单元，用于对所述选择的矩阵个体进行交叉和变异处理，获得最优矩阵个体；解码单元，用于对所述最优矩阵个体进行解码获得LDPC码。
8.根据权利要求7所述的LDPC码构造装置，其特征在于，所述置换单元包括矩阵设置模块，用于根据输入条件设置一个合法的基础校验矩阵；矩阵编码模块，用于基于置换群理论对所述基础校验矩阵进行编码获得矩阵个体；种群生成模块，用于将所述矩阵个体进行随机置换获得矩阵种群。
9.根据权利要求7所述的LDPC码构造装置，其特征在于，所述交叉和变异单元包括交叉操作模块，用于利用置换群相乘的交叉方式对所述选择的矩阵个体进行交叉操作，获得若干个新的矩阵个体；变异操作模块，用于利用置换群相乘的变异方式对所述新的矩阵个体进行变异处理；迭代模块，用于将所述变异处理后的矩阵个体加入到所述矩阵种群中进行迭代处理。
10.根据权利要求9所述的LDPC码构造装置，其特征在于，所述迭代模块进一步用于将新加入到矩阵种群的矩阵个体取代适应度最小的若干个矩阵个体；在设定的迭代次数内，从所述矩阵种群中选择矩阵个体，并对所述选择的矩阵个体进行交叉和变异处理；在达到最大的迭代次数时，选择适应度最大的矩阵个体作为最优矩阵个体进行输出。
全文摘要
本发明提供一种LDPC码构造方法，包括步骤基于置换群理论对基础校验矩阵进行随机置换获得矩阵种群；根据设定的LDPC码的适应度函数计算所述矩阵种群的各个矩阵个体的适应度；根据每个矩阵个体的适应度从矩阵种群中选择矩阵个体；对选择的矩阵个体进行交叉和变异处理，获得最优矩阵个体；对所述最优矩阵个体进行解码获得LDPC码。本发明还提供一种LDPC码构造装置，本发明的技术，基于置换群的技术，根据基础校验矩阵随机构造矩阵种群，可以构造任意码率的LDPC码，实用性强；同时，利用遗传算法优胜劣汰的特性，通过对矩阵种群中的矩阵个体的交叉和变异，并最终收敛到性能较优的矩阵种群，进而选择出最优矩阵个体，获得大围长的性能优异的LDPC码。
文档编号H03M13/11GK102916705SQ201210362228
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者李炯城, 李桂愉, 肖恒辉, 陈运动, 赖志坚 申请人:广东省电信规划设计院有限公司