低密度生成矩阵码的编码方法

专利名称：低密度生成矩阵码的编码方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种低密度生成矩阵码的 编石马方法。
背景技术：
擦除信道是一种重要的信道模型。例如，当文件在因特网上传 输时，是基于数据包通信的，通常每个数据包要么无差错地被接收 端接收，要么根本就没有被接收端接收到。在传输控制协议
(Transmission Control Protocol,筒一尔TCP)中，4f"叶网络丢包的偶: 法是检错重发机制，即利用输入端到输出端的反馈信道控制需要重 新传送的数据包。当接收端检测到丢包时，产生一个重新发送控制 信号，直到正确接收到完整数据包；而当接收端接收到数据包时， 同样要产生一个接收确认信号。发送端也会跟踪每一个数据包直到 接收到反馈回来的告知信号，否则就会重新发送。
基于流模式和文件下载模式的数据广播业务是点到多点的业 务，不允许反馈，传统的检错重发机制无法使用，需要使用前向纠 4晉(Forward Error Correction,简称FEC )来《呆^正可靠传输。经典的 应用层FEC码包括RS码(Reed-Solomon codes)和数字喷泉码 (Fountain codes)等。RS码的编译码复杂度较高， 一般只适用于 码长比摔交小的情况。LT码(Luby Transform codes)和Raptor石马是 两种可实际应用的凄t字喷7良码。LT码具有线性的编石马和i奪码时间， 相对于RS码有着本质的提高，而Raptor码由于采用了预编码技术，因此具有更高的译码凌文率。在3GPP的组4番广4番多々某体业务 (Multimedia Broadcast / Multicast Service,简《尔MBMS )以及数字 4见频广4番(Digital Video Broadcasting,简称DVB )中都采用了 Raptor ;马作为其FEC编码方案。
{氐密度生成杀巨阵石马(Low Density Generator Matrix Codes,筒考尔 LDGC)是一种线性分组码，其生成矩阵中的非零元素通常是稀疏 的。同时，LDGC还是一种系统码，它的生成矩阵中的前k列组成 的方阵通常是一个上三角或下三角矩阵，该矩阵求逆可以通过迭叶戈 的方法完成。LDGC的编码是利用系统码中信息位与中间变量的对 应关系先求出中间变量，然后再用中间变量乘以生成矩阵得到编石马 后的码字。LDGC的译码过程是先利用生成矩阵求得中间变量，然 后根据信息位和中间变量的变换关系求出信息位。LDGC的编码复 杂度远低于Raptor码，可以支持任意信息分组长度和任意码率编码， 在性能上与Raptor码类似，都能接近理论最优性能。
同结构化4氐密度生成矩阵码(LDGC码)相比，LT码不支持系 统码的编石马方式，因此LT码难以满足某些实际的FEC编码需求； Raptor码支持系统码，但是Raptor码需要单独的预编码过程，即需 要一个预编码矩阵，因此编码的复杂度较高，而LDGC码是直接利 用生成矩阵编码，不需要另外的预编码矩阵，且LDGC编码时利用 了回代法求解上三角(或下三角)方程，因此编码复杂度远低于 Raptor码。总而言之，同LT码相比LDGC的优势是支持系统码； 同Raptor码相比LDGC的优势是编码复杂度更低。
LDGC码和Fo皿tian />司Raptor码相比，Raptor石马的编石马复杂 度比较高，而LDGC码几乎没有编码复杂度，因为解三角方程很容 易；LDGC码的列重量远^氐于Raptor码，Raptor码译码复杂度较高， LDGC码译码复杂度较低，需要指出，由于具有特定度分布，高斯 消去过程中矩阵密度会越来越低，保证译码算法很低复杂度；由于物理层一般可以保:i正l氐的BLER ( Block Error Rate, i吴块率)，所需 要开销一般不超过25%,此时LDGC码还能够提供一种特别有效译 码算法，保证译码复杂度远远低于Raptor的译码复杂度；编译码矩 阵的生成过程比Raptor码简单的多，迅速的多；编译码矩阵的存卡者 远远小于Raptor码，例如本发明实施例中只是需要存储一个12*40 的统一基础矩阵；最后，LDGC码比较灵活，支持任意信息分组长 度K和4壬意码率r编码。

发明内容
本发明提供了 一种低密度生成矩阵码的编码方法，以提高4氐密 度生成矩阵码的码长灵活性，减小基础矩阵的存储空间，从而降低 编译码的复杂度。
才艮据本发明实施例的〗氐密度生成矩阵码的编码方法，包括以下 步骤步骤一，利用多个码率为i 。的、不同码长的低密度生成矩阵 码构建低密度生成矩阵码母码集，其中，低密度生成矩阵码母码集
具有统一的基础矩阵Gr— = }v 6 ， A , &是基础矩阵的

行数，"6是基础矩阵的列数；步骤二，根据低密度生成矩阵码母码 集中的待编码的信息比特序列的长度K与中间变量的长度L之间的 关系，获取中间变量的长度L;步骤三，利用中间变量的长度和基 础矩阵的行数，获取用于对基础矩阵进行处理的扩展因子z;步骤 四，利用扩展因子对^ 出矩阵进行处理，获取二进制生成矩阵Gtmp, 其中，二进制生成矩阵的前L行和前L列组成三角矩阵；以及步骤 五，对二进制生成矩阵进行》务正，获取修正后的二进制生成矩阵； 以及步骤六，将修正后的二进制生成矩阵的L行和前N + L - K列 组成的矩阵Gwgc作为信息比特序列的生成矩阵对信息比特序列进行 编码。其中，步骤四包4舌以下步骤步骤a，利用扩展因子对基础矩 阵进行^"正，获取^"正后的基础矩阵Gr"一"(g,、/U步骤b，利用 扩展因子对修正后的基础矩阵进行扩展，获取二进制生成矩阵，其
中，二进制生成矩阵的大小为X Z) X ("6 X Z)。
其中，信息比特序列的长度与中间变量的长度之间存在以下关
系￡ = &.^7(0^〖+ 9)/&)，其中，/7、 9表示大于零的常婆史。这里， = 1.0235,《=30, ceil表示向上取整运算。通过以下方法，利用中间 变量的长度和基础矩阵的行数获取扩展因子z=L/A:h。
其中，在步骤a中，利用扩展因子对基础矩阵中的所有表示非 零分块方阵的元素(&，/)—_进行修正运算。具体地，如果J^5出矩阵的 所有非零分块方阵都不是z*z零方阵，则利用扩展因子对基础矩阵 中所有表示非零分块方阵的元素(g,、/)一，进行如下修正运算
g,、/=y700+.(g,.,/) —/』)，其中，z^是特定正整数，这里^_=683 ,
floor表示向下取整运算，其它元素保持不变。
其中，二进制生成矩阵由it6 x"&个大小为zx z
的分块方阵p^构
成，其中，大小为zxz的分块方阵是零矩阵、单位阵、或单位阵的 循环移位矩阵。具体地，如果修正后的基础矩阵是表示2*2零方阵 的元素《(例如，-1),则大小为zxz的分块方阵P^ =0，否则，大
小为zxz
的分块方阵ps。 = (p)A,其中，
.010 -
,其中，001 - 0
p =
000 -1
100 ..0-
其中，在步骤五中，如果二进制生成矩阵的全部L行和前L列 组成上右三角或下右三角矩阵，则将二进制生成矩阵的offset列到z -1列的列重量增加为2,其中，offset是处于0到z/3范围中的正整数。其中，在步骤五中，如果二进制生成矩阵的全部L行和前L列 组成上右三角或下右三角矩阵，将二进制生成矩阵的(^-l"z列到 &*z-l列的列重量增加为大于或者等于30，其中，offset是处于0 到z/3范围中的正整凄t。
其中，在步骤五中，如果二进制生成矩阵的全部L行和前L列 组成上左三角或下左三角矩阵，则将二进制生成矩阵的(^-l"z 十offset列到AJz-l列的列重量增加为2，并爿夸二进制生成矩阵的0
列到z-offset列的列重量增加为大于或者等于30,其中，offset是处 于0到z/3范围中的正整数。
其中，在步骤五中，如果二进制生成矩阵的全部L行和前L列 组成上右三角，将二进制生成矩阵的第i - 1 -阡、第i列的元素i殳置 为1,其中，i处于1到z-1的范围中。
其中，在步骤五中，如果二进制生成矩阵的全部L行和前L列 组成上右三角，如果(i+l ) <12xz,则将二进制生成矩阵的第i行、 第i + 1列的元素 Gtmp i，i+i i殳置为1,如果(i+fix(z/12XK12xz,则4夺二 进制生成矩阵的第i行、第i+fix(z/12)列的元素Gtmpi,i+fix(zA2)设置为1, 如果(i+fix(z/4);Kl2xz，则将二进制生成矩阵的第i^f亍、第(i+fix(z/4) 列的元素Gtmpi,i+fe(z/4)设置为1，如果(i+fix(z/3):Kl2xz，则将二进制 生成矩阵的第i行、第(i+fix(z/3)列的元素Gtmpi,i+fix(z/3)设置为1,其 中，i处于llxz到12xz-1的范围中，fix表示向下取整运算。在i 处于0到llxz-l范围中，j处于llxz到12xz-l范围中，GtmPij = Gtmp g +Gtmp ij+25*z+Gtmp g+26*z+Gtmp ij+27*z+Gtmp ij+2s*z #0十青;兄下,长口 果G加p y>l，则将二进制生成矩阵的第i 4亍、第j列的元素Gtmpg i殳置为1。其中，基础矩阵的4亍凄t为12,列数为40。
其中，在步骤五中，对二进制生成矩阵的+文验比特部分的某些 列进行列置换。这里，所述的校验比特部分是指第L+l列到最后一列，所述列置换是指两列之间交换位置。最后，所述的列置换并不 是必须的。
根据本发明实施例的 <氐密度生成矩阵码的生成矩阵的产生装置
包括^5出矩阵存储单元，用于存储由多个码率为i 。的、不同码长 的低密度生成矩阵码构建的低密度生成矩阵码母码集的统一的基础 矩阵G「/，，其中，y^是基础矩阵的朽H "6是基础矩阵的
列数；矩阵参数计算单元，用于根据低密度生成矩阵码母码集中的 待编码的信息比特序列的长度K与中间变量的长度L之间的关系， 计算中间变量的长度L,利用中间变量的长度和基础矩阵的行数计 算用于对基础矩阵进行处理的扩展因子z;基础矩阵修正单元，用 于利用扩展因子对基础矩阵进行修正，以获取i奮正后的基础矩阵
Grd—;基础矩阵扩展单元，用于利用扩展因子对修正后的基础矩 阵进行扩展，以获取二进制生成矩阵Gtmp，其中，二进制生成矩阵 的全部L行和前L列组成三角矩阵；生成矩阵-修正单元，用于对二 进制生成矩阵进行修正，以获取修正后的二进制生成矩阵；以及生 成矩阵提取单元，用于提取^f奮正后的二进制生成矩阵的L行和前N + L-K列作为用于对信号比特序列进行编码的生成矩阵Gldgc，其 中，N是对信号比特序列进行编码后输出的码字的长度。
其中，信息比特序列的长度与中间变量的长度之间存在以下关 系I-Vcez7((px〖+《)/;g ，其中，p、 9表示大于零的常^:。这里，
; = 1.0235,9 = 30， ceil表示向上取整运算。矩阵参凄欠计算单元通过以 下方法，利用中间变量的长度和基础矩阵的行数获取所述扩展因子 z= 。
. 其中，J^出矩阵修正单元利用扩展因子对基础矩阵中的所有表 示非零分块方阵的m进行修正运算。具体地，基础矩阵修正单
公—「■— 。"— "-----■如下修正运算gw"加"z.(gi，/L—/z咖)，其中，zmx=683 ， floor表示向下取整运算。
其中，二进制生成矩阵由& X 个大小为z X z的分块方阵p A构成，其中，大小为zw的分块方阵是零矩阵、单位阵、或单位阵的
循环移位矩阵。具体地，如果^f务正后的基础矩阵的元素是表示z*z零方卩车的元素(例^口, -1)， 则大小为zxz
的分块方阵P^ =0，否则，
大小为z x z的分块方阵pA = (p)A ,其中，
—010
,其中，001 -0
p =
000 -1
100 -0
其中，如果二进制生成矩阵的全部L行和前L列组成上右三角或下右三角矩阵，则生成矩阵^修正单元将二进制生成矩阵的offset列到z- 1列的列重量增加为2,并将二进制生成矩阵的(/^-l"z列到&Jz-l列的列重量增加为大于或者等于30，其中，offset是处于0到z/3范围中的正整凄史。
如果二进制生成矩阵的全部L行和前L列组成上左三角或下左三角矩阵，则生成矩阵^參正单元将二进制生成矩阵的(^-ipz+offset列到A:Jz-l列的列重量增加为2,并将二进制生成矩阵的0列到z-offset列的列重量增加为大于或者等于30,其中，offset是处于O到z/3范围中的正整凄史。
其中，在步骤五中，对二进制生成矩阵的才交验比特部分的某些列进行列置换。这里，所述的校验比特部分是指第L+l列到最后一列，所述列置换是指两列之间交换位置。最后，所述的列置换并不是必须的。
通过本发明，可以提高低密度生成矩阵码的码长灵活性，减小基础矩阵的存储空间，从而降低编译码的复杂度。
1

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并
不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1禾呈图；以及
i流
图2是根据本发明实施例的低密度生成矩阵码的生成矩阵的产生装置的框图。
务体实施方式
下面参考附图，详细i兌明本发明的具体实施方式
。
参考图1,说明根据本发明实施例的低密度生成矩阵码的编码方法。力口图l所示，-该方法包^"以下步骤
S102, 确定一个低密度生成矩阵码母码集，其中，该母码集是由有限个码率为Ro=3/10的、不同码长的低密度生成矩阵码构成，该母码集具有统 一 形式的大小为&x fc =i2x4o的基础矩阵
v6 /ttm/ormJA^x;^
需要i兌明的是，-1只是用来表示2*2零方阵，也可以用其他标识来表示，如°°等。-S104， ^f艮i殳有一个1*K=1*24的二进制信息比特凄t据流s ( s用 16进制数可表示为D8AB13 )要通过才艮据本发明实施例的方法产生 的生成矩阵编码生成36比特的LDGC编码码字，所以有K=24, N=36。根据信息比特数据流的长度K与中间变量的长度L之间的 关系i^Vce"(Ox《+ 9)/^卜12.ce!7((; xii: + g)/12)获取中间变量的长度
L,其中，； = 1.0235, g-30,ceil表示向上取整运算，L=60。
S106 ，利用中间变量的长度和基础矩阵的列数获取用于对基础 矩阵进行处理的扩展因子z =ce//
"、
vA乂
业
S108,基于基础矩阵A和扩展因子z=5,才艮据下面的取整 (Scale+floor) -修正7^式4寻到^^正后的基础矩阵Gr1^ ={g,.,/、、。其
中，对Gr—的所有表示非零分块方阵的(gi,/L—进行修正运算。具
体地，如果对于1乂人0到&-1=11, j从0到116-1=39的表示非零分 块方阵的(&/) ——1 (此处-l表示z*z零方阵)，则执行运算 g,，/=^oKz.(g'、/)-—/z鹏)，其中，2腿=683 。
SllO，利用扩展因子z=5对A 进行扩展，得到大小为 (&x"x( xz) =60x200的二进制生成矩阵Gtmp。其中，Gtmp是由 &x"6=12x40=480个大小为2"=5><5=25的分块方阵构成，这些分 块方阵是零矩阵、或者单位阵、或者单位阵的循环移位矩阵，如下
=PW。其中，如果《一L
所示Gtmp =pgf,o
p《-i,o贝'J定义P^ =0 ;否贝'J,定义Ps。 = (P)汔 具有如下形式
其中，大小为zxz的P方阵
p =
010 .0 —
001 - 0
000 -1
—100o—
S112,对生成矩阵Gtmp的系统比特部分进行修正。
如果二进制生成矩阵，即Gtmp的全部L行和前L列组成上右 三角，将二进制生成矩阵的第i - 1行、第i列的元素设置为1,其 中，i处于1到z-1=4的范围中。
如果二进制生成矩阵，即Gtmp的全部L行和前L列组成上右 三角或下右三角矩阵，将二进制生成矩阵的(^-1)*2列到&Jz-l列 的列重量增加为大于或者等于30,其中，offset是处于0到z/3范围 中的正整凄t。具体方式为，这里kb=12,对于i从llxz =11x5=55 至ij 12xz-l=12x5-1=59, :ft口果(i+1 )<12xz=12x 5=60，贝'J Gtmp i，i+1=l; ^口果(i十fix(z/12))= (i+ fix(5/12))=i<12xz =12x5=60,则Gtmp i，i+ fix(5/i2)= Gtmp i4=l; 如果(i+ fix(z/4)) =(i+ fix(2/4))=i< 12 x z= 12 x 5=60 ，则Gtmp i, i+ fix(2/4)= Gtmp i，尸1;长口果(i十fix(z/3)) =(i+ fix(5/3)) = I < 12x z = 12x 5 = 60,则Gtmp i， i+ &^(2/3)=1 。进一步，又于于 i从0到 11 x z—l=ll x 5-1=54 ， j 乂人11 x z=ll x 5=55到 12x z_l=12x 5-1=59， Gtmpg = Gtmpij十Gtmp ij+25*z+ Gtmp ij+26*z +
GtmP ij+27*z +Gtmp ij+28*z=G加p ij + Gtmp ij+25*5+Gtmp g+26*5 +
Gtmpij+27*5+ Gtmpijj+28*5， ^!口果Gtmp ij>l则Gtmpisj赋Y直为1 。其中， Gtmpij表示矩阵Gtmp中第i行第j列的元素，fix为向下取整运算， 其中的加法为算术加。
S114， Gtmp的kb x z=60《亍和前3kb x z=360列组成的矩阵Gldgc 即为编;马所需的矩阵。S116,利用Gwgc和输入信息即可进行LDGC编码。
例如，对输入的长度为K=24的低密度生成矩阵码(信息比特 序列m)进行编码，生成M-36个校验比特序列，并用信息比特序 列和校验比特序列构成长度为60 = 24+36的码字序列Cldge。需要指 出，编码步骤中的加法是指模2加。
假设，4>,4,..,4—,指长度为K=24的信息比特序列m; 5。,^,…，5w指长度为L=60的填充已知比特后的信息比特序列s; zVZV..,Dw指长度为L=60的中间变量序列I;五。，A，…,^+,—,指长度为 N+d=72的去掉填充比特前的码字序列C; F。,巧，…，7仏指长度为N=36 的去掉填充比特前的码字序列Cldgc; g》是指Gwgc的第j行、第i列 的元素。进行编码的具体过程包括以下步骤
a. 在输入的信息比特序列m后添加d-L-K^60-24-36个已知序 列(1,1,1,1,1,1…)，构成"L序列s。其中，5,=4 ( h0,1,…,-1 ), 5,.=1
(/ =《,《+1,.",丄-1 )。
b. 因为LDGC码是一个系统码，所以I* Gldgc(l:L,l:L) = I* Gldgc (1:60,1:60)= s 。已知生成矩阵Gldgc的L 4亍、前L列组成的方阵Gldgc (1:L,1:L)= Gldge (1:60,1:60)和长度为L=60的序列s，解方程得到中间 变量I，其中，Gldgc (l:L,l丄)=Gldgc (1:60,1:60)是右上三角方阵，
d。-5q， /),曜=^+|;/^乂,(沁i,…,丄一i)。
乂=0
c. 根据C-PG他c(l:L，l:N+d)-"Gwge (1:60,1:72),计算得到长 度为 1*72的C。
其中，《=5,. ( z、0，…,I-l ),
乂=0 '
(z' = U + d — l ) d.删4卓步骤a的d=36个》真充比特，产生长度为1*N=1*36的 编石马石马字ddgc。其中，^=《(！ =()，"',〖-1 )，《=￡,+rf ( z、尺,…，7V-l )。
需要指出，本发明不局限于上述的编码方法。
参考图2,说明根据本发明实施列的低密度生成矩阵码的生成 矩阵的产生装置。如图2所示，该装置包括基础矩阵存储单元202、 矩阵参数计算单元204、基础矩阵修正单元206、基础矩阵扩展单元 208、生成矩阵修正单元210、和生成矩阵才是取单元212。其中
基础矩阵存^f渚单元，用于存储由P个码率为&的、不同码长的 低密度生成矩阵码构建的低密度生成矩阵码母码集的统一的基础矩
阵G〖"—，其中，^是1^出矩阵的行数，^是基础矩阵的列
数。
矩阵参数计算单元，用于根据低密度生成矩阵码母码集中的待 编码的信息比特序列的长度K与中间变量的长度L之间的关系，计 算中间变量的长度L,利用中间变量的长度L和基础矩阵的行数& 计算用于对基础矩阵进行处理的扩展因子z。
^出矩阵修正单元，用于利用扩展因子z对基础矩阵进行修正， 得到修正后的基础矩阵G* 。
基础矩阵扩展单元，用于利用扩展因子z对G，^进行扩展， 得到未修正的二进制生成矩阵Gtmp 。
生成矩阵^修正单元，用于对Gtmp进^ilME,增加G加p的某些列 的重量，得到^"正后的Gtmp。生成矩阵提取单元，用于提取〗奮正后的G加p的L 4于和前N + L -K列组成的矩阵ddgc作为低密度生成矩阵码的生成矩阵。
其中，信息比特序列的长度与中间变量的长度之间存在以下关 系i^l2.ce!7((/ xii: + g)/12),其中，；？ = 1.0235,g = 30 ， ceil表示向上取
整运算。矩阵参数计算单元通过以下方法，利用中间变量的长度和 J^出矩阵的行数获取所述扩展因子z= 。
其中，_^5出矩阵修正单元利用扩展因子对J^出矩阵中的所有表 示非零分块方阵的(g,、/) —进行修正运算。具体地，基础矩阵修正单
元利用扩展因子对基础矩阵中的所有表示非零分块方阵的元素进行 如下修正运算/;)，其中，^_=683 ， floor表
示向下取整运算。
其中，二进制生成矩阵由& x 个大小为zx z的分块方阵构 成，其中，大小为zxz的分块方阵是零矩阵、单位阵、或单位阵的
循环移位矩阵。具体地，如果修正后的^出矩阵是表示2*2零方阵 的元素，则大小为zxz的分块方阵P^ =0,否则，大小为"z的分块
010 --o-
，其中，001 - 0
p =
000 -1
100 .0-
其中，如果二进制生成矩阵的全部L行和前L列組成上右三角 或下右三角矩阵，则生成矩阵修正单元将二进制生成矩阵的offset 列到z- 1列的列重量增加为2，并将二进制生成矩阵的(A^-l"z列 到&Jz-l列的列重量增加为大于或者等于30,其中，offset是处于0 到z/3范围中的正整凄史。如果二进制生成矩阵的全部L4亍和前L列组成上左三角或下左 三角矩阵，则生成矩阵《奮正单元将二进制生成矩阵的(& -1 )*z +offset 列到A:Jz-l列的列重量增加为2，并将二进制生成矩阵的11*2列到
12*z-offset列的列重量增加为大于或者等于30,其中，offset是处 于0到z/3范围中的正整凄史。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对 于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1. 一种低密度生成矩阵码的编码方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一，利用多个码率为R0的、不同码长的低密度生成矩阵码构建低密度生成矩阵码母码集，其中，所述低密度生成矩阵码母码集具有统一的基础矩阵kb是所述基础矩阵的行数，nb是所述基础矩阵的列数；步骤二，根据所述低密度生成矩阵码母码集中的待编码的信息比特序列的长度K与中间变量的长度L之间的关系，获取所述中间变量的长度L；步骤三，利用所述中间变量的长度和所述基础矩阵的行数，获取用于对所述基础矩阵进行处理的扩展因子z；步骤四，利用所述扩展因子对所述基础矩阵进行处理，获取二进制生成矩阵Gtmp，其中，所述二进制生成矩阵的前L行和前L列组成三角矩阵；步骤五，对所述二进制生成矩阵进行修正，获取修正后的二进制生成矩阵；以及步骤六，将所述修正后的二进制生成矩阵的L行和前N+L-K列组成的矩阵G1dgc作为所述信息比特序列的生成矩阵对所述信息比特序列进行编码。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四包括以 下步骤步骤a,利用所述扩展因子对所述^5出矩阵进行修正，获取寸i务正后的;i^出矩阵Grd^；步骤b,利用所述扩展因子对所述修正后的基础矩阵进行扩展，获取所述二进制生成矩阵，其中，所述二进制生成矩阵的大小为X Z) X (M6 X Z)。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述信息比特序列的长度与所述中间变量的长度之间存在以下关系i = 12.cez7((/ x^: +《)/12),其中，p和q都是大于0 的常凄t, ceil表示向上取整运算。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，； = 1.0235, = 30。
5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所迷步骤三中， 通过以下方法，利用所述中间变量的长度和所述^5出矩阵的4亍 数获取所述扩展因子z=L/&。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤a中， 利用所述扩展因子对所述基础矩阵中所有用于表示非零分块 方阵的元素fe,/L—进行修正运算。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，利用所述扩展因子 对所述基础矩阵中所有用于表示非零分块方阵的元素进行如下修正运算&/=>0+.(0— 其中，；是特定正整数，floor表示向下取整运算。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，-_=683 。
9. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤b中， 所述二进制生成矩阵由& x "6个大小为"z的分块方阵pg^构成，其中，所述大小为"z的分块方阵是零矩阵、单位阵、或 单位阵的循环移位矩阵。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤b中，如果所述修正后的基础矩阵的元素g,/是表示2 X Z拿方阵的数 值，则所述大小为zxz的分块方阵P^ =0，否则，所述大小为z x z 6勺分块方卩车P^ = (P)A ，其中，-010 0 —，其中，001 --0p =000 .-1100 .0-
11. 根据权利要求IO所述的方法，其特征在于，在所述步骤五中， 如果所述二进制生成矩阵的前L 4亍和前L列多且成上右三角矩 阵，则将所述二进制生成矩阵的offset列到z - 1列的列重量 增加为2,其中，offset是处于0到z/3范围中的正整数。
12. 根据权利要求IO所述的方法，其特征在于，在所述步骤五中， 如果所述二进制生成矩阵的前L行和前L列組成上右三角矩 阵，则将所述二进制生成矩阵的(^-l"z列到A^z-l列的列重量增i 口为大于或者等于30，其中，offset是处于0到z/3范围 中的正整凄t。
13. 根据权利要求10所迷的方法，其特征在于，在所述步骤五中， 如果所述二进制生成矩阵的前L 4亍和前L列组成下右三角矩 阵，则将所述二进制生成矩阵的offset列到z- 1列的列重量 增加为2，并将所述二进制生成矩阵的(^-l"z列到&Jz-l列的列重量增加为大于或者等于30,其中，offset是处于0到z/3 范围中的正整数。
14. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述步骤五中， 如果所述二进制生成矩阵的前L行和前L列组成上左三角或下左三角矩阵，则将所述二进制生成矩阵的(A^-l"z+offset列 到&Jz-l列的列重量增加为2,并将所述二进制生成矩阵的0 列到z-offset列的列重量增加为大于或者等于30,其中，offset 是处于0到z/3范围中的正整数。
15. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述二进制生 成矩阵的第i-l行、第i列的元素设置为l,其中，i处于l 到z- 1的范围中。
16. 才艮据4又利要求12所述的方法，其特征在于，如果(i+l )<12xz, 则将所述二进制生成矩阵的第i行、第i+ 1列的元素Gtmpi,w 设置为1,如果(i+fix(z/12);Kl2xz，则将所述二进制生成矩阵的第i行、第i+flX(z/12)列的元素G加py+fe(^2)设置为1，如果(i+fix(z/4))<12xz,则将所述二进制生成矩阵的第i行、笫 (i+fix(z/4)歹'J的元素Gtmp y+fix(z/4)设置为 1 ， 如果(i+ fix(z/3))<12xz,则将所述二进制生成矩阵的第i行、第(i十 fix(z/3)列的元素Gtmpi, i+fo(z,3)i殳置为1,其中，i处于llxz到 12xz-l的范围中，fix表示向下取整运算，在i处于O到llxz-l 范围中，j处于llxz到12xz-l范围中，Gtmpij = G加pg +Gtmp ij+25*z+Gtmp ij+26*z+Gtmp ij+27*z+Gtmp ij+28*z 的情况下，如果 Gtmp 则将所述二进制生成矩阵的第i行、第j列的元素Gtmpij设置为1。
17. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基础矩阵的行 数为12,列凄t为40。
18. —种《氏密度生成矩阵码的生成矩阵的产生装置，其特;f正在于， 包括J^出矩阵存储单元，用于存^^者由多个码率为&的、不同 码长的低密度生成矩阵码构建的低密度生成矩阵码母码集的统一的基础矩阵G『—，其中，i o=&， ^是所述基础矩阵的4亍数，^是所述基础矩阵的列数；矩阵参数计算单元，用于根据所述低密度生成矩阵码母码 集中的待编码的信息比特序列的长度K与中间变量的长度L 之间的关系，计算所述中间变量的长度L,利用所述中间变量 的长度和所述基础矩阵的行数计算用于对所述基础矩阵进行 处理的扩展因子z;基础矩阵修正单元，用于利用所述扩展因子对所述基础矩阵进行修正，以获取〗多正后的基础矩阵;基础矩阵扩展单元，用于利用所述扩展因子对所述修正后 的基础矩阵进4亍扩展，以获取二进制生成矩阵Gtmp,其中， 所述二进制生成矩阵的前L行和前L列组成三角矩阵；生成矩阵^修正单元，用于对所述二进制生成矩阵进^H多 正，以获取^^正后的二进制生成矩阵；以及生成矩阵提取单元，用于^是取所述修正后的二进制生成矩 阵的L行和前N + L - K列作为用于对所述信号比特序列进4亍 编码的生成矩阵Guigc,其中，N是对所述信号比特序列进行编 码后输出的码字的长度。
19. 根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述信息比特序 列的长度与所述中间变量的长度之间存在以下关系 丄-12-cd/((pxii: + 2)/12)，其中，p和q都是大于O的常数，ceil 表示向上取整运算。
20 根据权利要求19所述的装置，其特征在于，/7 = 1.0235,《=30。
21. 根据权利要求18或19所述的装置，其特征在于，所述矩阵参 数计算单元通过以下方法，利用所述中间变量的长度和所述基础矩阵的行数获取所述扩展因子z= 。
22. 根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述基础矩阵修 正单元利用所述扩展因子对所述基础矩阵中用于表示所有非 零分块方阵的元素fe，/L—进行修正运算。
23. 根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述基础矩阵修零分块方阵的元素(g:/)— ^行如下修正运算 gw"y 瘡(z.(g,、/)咖—其中，^是特定正整数，floor表 示向下取整运算。
24. 根据权利要求23所述的装置，其特征在于，z_=683 。
25. 根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述基础矩阵扩 展单元利用所述扩展因子对所述修正后的基础矩阵进行扩展而获取的所述二进制生成杀巨阵由&x 个大小为zxz的分块方'阵pA构成，其中，所述大小为"z的分块方阵是零矩阵、单位 阵、或单卩立阵的循环移4立矩阵。
26. 根据一又利要求25所述的装置，其特,征在于，如果所述修正后 的基础矩阵的元素g, 是表示z+z零方阵的数值，则所述大小为zxz的分块方阵p^<formula>formula see original document page 7</formula>否则，<formula>formula see original document page 7</formula>中, <formula>formula see original document page 7</formula>
27. 根据权利要求26所述的装置，其特征在于，所述生成矩阵修 正单元通过以下方法对所述二进制生成矩阵进行4务正如果所 述二进制生成矩阵的前L行和前L列组成上右三角矩阵，则 所述生成矩阵修正单元将所述二进制生成矩阵的offset列到z -1列的列重量增加为2，其中，offset是处于0到z/3范围中 的正整数。
28. 根据权利要求26所述的装置，其特征在于，所述生成矩阵修 正单元通过以下方法对所述二进制生成矩阵进行修正如果所 述二进制生成矩阵的前L行和前L列组成上右三角矩阵，则 将所述二进制生成矩阵的(& -1 )*z列到& *z-1列的列重量增加 为大于或者等于30,其中，offset是处于0到z/3范围中的正 整数。
29. 根据权利要求26所述的装置，其特征在于，所述生成矩阵修 正单元通过以下方法对所述二进制生成矩阵进4于-修正如果所 述二进制生成矩阵的前L行和前L列组成下右三角矩阵，则 所述生成矩阵i"奮正单元将所述二进制生成矩阵的offset列到z -1列的列重量增加为2,并将所述二进制生成矩阵的(^-l"z 列到^^z-l列的列重量增加为大于或者等于30,其中，offset 是处于0到z/3范围中的正整数。
30. 根据权利要求26所述的装置，其特征在于，所述生成矩阵修 正单元通过以下方法对所述二进制生成矩阵进4刊奮正如果所 述二进制生成矩阵的前L 4亍和前L列组成上左三角或下左三 角矩阵，则所述生成矩阵4參正单元将所述二进制生成矩阵的 -l)*z十offset列到A^z-l列的列重量增加为2,并将所述二 进制生成矩阵的0列到z-offset列的列重量增加为大于或者等 于30，其中，offset是处于0到z/3范围中的正整数。
31. 纟艮据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述生成矩阵寸奮 正单元将所述二进制生成矩阵的第i - 1行、第i列的元素设置 为1,其中，i处于1到z-1的范围中。
32. 根据权利要求28所述的装置，其特征在于，如果(i+l )<12xZ， 则所述生成矩阵修正单元将所述二进制生成矩阵的第i行、第 i+ 1列的元素G加pi,i+!i殳置为1,如果(i+fix(z/12))〈12xz,则所 述生成矩阵修正单元将所述二进制生成矩阵的第i行、第 i+fix(z/12)歹'J的元素Gtmp i，i+6x(zA2)设置为 1 ， 如果 (i+fix(z/4))<12xz,则所述生成矩阵1务正单元将所述二进制生 成矩阵的第i行、第(i+fix(z/4)列的元素G加pi，i+fix(,设置为1， 如果(i十fix(z/3))<12xz,则所述生成矩阵修正单元将所述二进 制生成矩阵的第i^亍、第(il fix(z/3)列的元素Gtmpi,i+fi^3)设置 为1,其中，i处于llxz到12xz-l的范围中，fix表示向下取 整运算，在i处于0到llxz-l的范围中、j处于llxz到12xz-l 的 范 围 中 ， Gtmp ij = Gtmp g + Gtmp ij+25*z+ Gtmp ij+26*z+ Gtmp ij+27*z+ Gtmp g+28*z的情况下,如果 Gtmp g>l，则所述生成矩阵^修正单元将所述二进制生成矩阵 的第H亍、第j列的元素Gtmpiji殳置为1。
全文摘要
本发明公开了一种LDGC的编码方法。其中，该方法包括利用多个码率为R₀的、不同码长的LDGC构建LDGC母码集，其中，LDGC母码集具有统一的基础矩阵G^uniform_b＝{(g_i，j^b)_uniform}_k#-[b×n_b]；根据LDGC母码集中的待编码的信息比特序列的长度K与中间变量的长度L之间的关系，获取中间变量的长度L；利用中间变量的长度和基础矩阵的行数，获取用于对基础矩阵进行处理的扩展因子z；利用扩展因子对基础矩阵进行处理，获取二进制生成矩阵Gtmp，二进制生成矩阵的前L行和前L列组成三角矩阵；对二进制生成矩阵进行修正，获取修正后的二进制生成矩阵；将修正后的二进制生成矩阵的L行和前N+L-K列组成的矩阵G_Idgc作为信息比特序列的生成矩阵对信息比特序列进行编码。
文档编号H04L1/00GK101471743SQ20071012567
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者俊 徐, 方源立, 晏祥彪, 松 李, 胡留军, 袁志锋, 进 许 申请人:中兴通讯股份有限公司