空間耦合低密度奇偶校驗(yàn)碼的遞歸編碼方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種空間耦合低密度奇偶校驗(yàn)碼的遞歸 編碼方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低密度奇偶校驗(yàn)碼（LowDensityParityCheckCode，簡稱LDPC)是一種校驗(yàn)矩 陣非常"稀疏"的線性分組碼，譯碼性能接近香農(nóng)信道容量，LDPC碼具有多個分支，例如：校 驗(yàn)矩陣具有準(zhǔn)循環(huán)形式的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)碼（QuasiCyclicLowDensityParity CheckCode，簡稱QC-LDPC)、校驗(yàn)矩陣由一系列矩陣塊組成的塊狀LDPC碼，等等。其中， 空間親合低密度奇偶校驗(yàn)碼（SpatiallycoupledLowDensityParityCheckCode，簡稱 SC-LDPC碼）是塊狀LDPC碼的擴(kuò)展，當(dāng)耦合長度足夠長時，SC-LDPC碼的置信傳播譯碼性能 可以逼近于香農(nóng)限。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，一個SC-LDPC碼被定義為（dv，d。，L)SC-LDPC碼，其中，dv為變量節(jié)點(diǎn) 度，d。為校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)度，L為親合長度，定義!!!，=gcd(dv，d。）為SC-LDPC碼的記憶長度，并定 義(1/ =dv/ms，d。' =dyms。一個SC-LDPC碼可以用原模圖表示，原模圖與SC-LDPC碼的 校驗(yàn)矩陣相對應(yīng)，原模圖中每個耦合位置包含d。'個變量節(jié)點(diǎn)和dv'個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，每個變 量節(jié)點(diǎn)包括d。' -dv'個信息比特序列和dv'個校驗(yàn)比特序列。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中（3,6，L) SC-LDPC碼的典型的原模圖，圖2為現(xiàn)有技術(shù)中（4, 6,USC-LDPC碼的典型的原模圖，其中， 正方形代表校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，圓形代表變量節(jié)點(diǎn)，具體地，灰色的圓對應(yīng)信息比特序列，白色的圓 對應(yīng)校驗(yàn)比特序列。
[0004] 如圖1所示，(1。/(^為整數(shù)，d/ = 1，每個親合位置包含2個變量節(jié)點(diǎn)和1個校驗(yàn) 節(jié)點(diǎn)，每個變量節(jié)點(diǎn)包括1個信息比特序列和1個校驗(yàn)比特序列，所以，圖1示出的（3, 6,L) SC-LDPC碼，當(dāng)前耦合位置處的校驗(yàn)比特序列可以根據(jù)當(dāng)前耦合位置處的信息比特序列和 之前耦合位置編碼后的編碼信息獲得，即，當(dāng)前耦合位置處的校驗(yàn)比特序列可以被唯一確 定。如圖2所示，ClcZdv為非整數(shù)，dv' =2,每個耦合位置包含3個變量節(jié)點(diǎn)和2個校驗(yàn)節(jié) 點(diǎn)，每個變量節(jié)點(diǎn)包括1個信息比特序列和2個校驗(yàn)比特序列，所以，圖2示出的（4, 6,L) SC-LDPC碼，當(dāng)前耦合位置處的第一個校驗(yàn)比特序列無法根據(jù)當(dāng)前耦合位置處的信息比特 序列和之前耦合位置編碼后的編碼信息獲得，即，當(dāng)前耦合位置的校驗(yàn)比特序列無法被唯 -確定°
[0005] 綜上，現(xiàn)有技術(shù)中的（dv，d。，L)SC-LDPC碼，當(dāng)dydv為非整數(shù)時無法實(shí)現(xiàn)遞歸編碼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種空間耦合低密度奇偶校驗(yàn)碼的遞歸編碼方法，用以實(shí)現(xiàn)(1。/<為 非整數(shù)情況下的（dv，d。，L)SC-LDPC碼的遞歸編碼。
[0007] 本發(fā)明提供的空間耦合低密度奇偶校驗(yàn)碼的遞歸編碼方法，包括：
[0008] 構(gòu)建（dv，d。，L)空間耦合低密度奇偶校驗(yàn)碼SC-LDPC的校驗(yàn)基矩陣fr，所述校驗(yàn) 基矩陣fif為每行包括連續(xù)d'vms個子矩陣的d'eX(d'vms+d'v-l)維矩陣，所述校驗(yàn)基矩陣 fif中第1行至第d'「d'V+1行的前d'vms個元素為所述子矩陣，所述校驗(yàn)基矩陣R中第n行 的第n-d'。+(1'v個元素至第n-d'。+(1'v+d'vms-l個元素為所述子矩陣；其中，<為SC-LDPC碼 的變量節(jié)點(diǎn)度，d。為SC-LDPC碼的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)度，L為SC-LDPC碼的耦合長度，i為SC-LDPC碼 的親合位置，〇 <i<L;其中，ms=gcd(dv,d。）為SC-LDPC碼的記憶長度，d'v=dv/ms為親 合位置i處的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)數(shù)，d'。=dyms為耦合位置i處的變量節(jié)點(diǎn)數(shù)，d'「d' V+1 <n彡d'。； 其中，所述子矩陣為MXM維置換矩陣，M為SC-LDPC碼的擴(kuò)展系數(shù)；
[0009] 通過所述校驗(yàn)基矩陣fif獲得SC-LDPC碼的校驗(yàn)矩陣;
[0010] 利用所述校驗(yàn)矩陣!!^^進(jìn)行遞歸編碼。
[0011] 本發(fā)明提供的空間耦合低密度奇偶校驗(yàn)碼的遞歸編碼方法，通過構(gòu)建（dv，C^L) SC-LDPC的校驗(yàn)基矩陣，通過校驗(yàn)基矩陣Hf獲得SC-LDPC碼的校驗(yàn)矩陣，利用 校驗(yàn)矩陣進(jìn)行遞歸編碼，其中，校驗(yàn)基矩陣ftf:為每行包括連續(xù)d'vms個子矩陣的d'CX(d'vms+d'v-l)維矩陣，校驗(yàn)基矩陣中第1行至第d'「d'V+1行的前d'具個元素為 子矩陣，校驗(yàn)基矩陣$中第11行的第-(1'。+(1\個元素至第11-(1'。+(1\+(1'#3-1個元素為子 矩陣。本發(fā)明提供的空間耦合低密度奇偶校驗(yàn)碼的遞歸編碼方法，可以實(shí)現(xiàn)(1。/(^為非整數(shù) 情況下的（dv，d。，L)SC-LDPC碼的遞歸編碼。
【附圖說明】
[0012] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中（3, 6,L)SC-LDPC碼的典型的原模圖；
[0014] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中（4, 6,L)SC-LDPC碼的典型的原模圖；
[0015] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的空間耦合低密度奇偶校驗(yàn)碼的遞歸編碼方法的流 程圖；
[0016] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的（4, 6,L)SC-LDPC碼的典型的原模圖；
[0017]圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的空間耦合低密度奇偶校驗(yàn)碼的遞歸編碼方法的流 程圖；
[0018] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的構(gòu)建SC-LDPC碼的校驗(yàn)基矩陣的方法的流程圖；
[0019] 圖7a為本發(fā)明實(shí)施例三提供的（4, 6,L)SC-LDPC碼的基礎(chǔ)矩陣的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖7b為本發(fā)明實(shí)施例三提供的（4, 6,L)SC-LDPC碼的校驗(yàn)基矩陣的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例四提供的構(gòu)建SC-LDPC碼的校驗(yàn)基矩陣的方法的流程圖；
[0022] 圖9a為本發(fā)明實(shí)施例四提供的（4, 6,L)SC-LDPC碼的基礎(chǔ)矩陣的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖9b為本發(fā)明實(shí)施例四提供的（4, 6,L)SC-LDPC碼的校驗(yàn)基矩陣的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的空間耦合低密度奇偶校驗(yàn)碼的遞歸編碼方法的流 程圖。如圖3所示，本實(shí)施例提供的空間耦合低密度奇偶校驗(yàn)碼的遞歸編碼方法，可以包 括：
[0026] 步驟101、構(gòu)建（dv，d。，L)SC-LDPC碼的校驗(yàn)基矩陣。
[0027] 校驗(yàn)基矩陣&『為每行包括連續(xù)d'vms個子矩陣的d' (d'vms+d'v_l)維矩陣，校 驗(yàn)基矩陣Hf中第1行至第d'。_(1'V+1行的前d'vms個元素為子矩陣，校驗(yàn)基矩陣fif中第n 行的第n-d'。+(1'v個元素至第n-d'。+(1'v+d'vms-l個元素為子矩陣。
[0028] 其中，<為SC-LDPC碼的變量節(jié)點(diǎn)度，d。為SC-LDPC碼的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)度，L為SC-LDPC 碼的耦合長度，i為SC-LDPC碼的耦合位置，0 <i<L。
[0029]其中，ms=gcd(dv,d。）為SC-LDPC碼的記憶長度，d/=dv/ms為親合位置i處的 校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)數(shù)，d。' =dyms為親合位置i處的變量節(jié)點(diǎn)數(shù)，d。' -dv' +1 <n彡d。'。
[0030] 其中，子矩陣為MXM維置換矩陣，M為SC-LDPC碼的擴(kuò)展系數(shù)。
[0031] 本步驟用于實(shí)現(xiàn)構(gòu)造每個耦合位置i處的校驗(yàn)基矩陣fif的結(jié)構(gòu)。
[0032] 步驟103、通過校驗(yàn)基矩陣Hf:獲得SC-LDPC碼的校驗(yàn)矩陣HjuI。
[0033] 由于構(gòu)造了每個耦合位置i處的校驗(yàn)基矩陣R的結(jié)構(gòu)，通過各個耦合位置處的 校驗(yàn)基矩陣iif可以獲得SC-LDPC碼的校驗(yàn)矩陣Ht3Qp11。
[0034] 步驟105、利用校驗(yàn)矩陣H&m進(jìn)行遞歸編碼。
[0035] 現(xiàn)有的（dv，d。，USC-LDPC碼，當(dāng)dydv為整數(shù)時可以實(shí)現(xiàn)遞歸編碼，但是，當(dāng)dc/dv 為非整數(shù)時則無法實(shí)現(xiàn)遞歸編碼。針對這個問題，本實(shí)施例提供了一種SC-LDPC碼的遞歸 編碼方法，其中，關(guān)鍵的是先構(gòu)造每