低密度奇偶校驗矩陣的編碼方法
【專利摘要】一種低密度奇偶校驗矩陣的編碼方法，包括設定所述低密度奇偶校驗矩陣中校驗部分的大小以及循環(huán)子陣的大小；初始化所述校驗部分所對應的各校驗比特；依照所述循環(huán)子陣的大小將所述校驗比特進行分組以得到多個校驗比特組；將各校驗比特組中的校驗比特與其在低密度奇偶校驗矩陣中所關聯的信息比特進行累加處理；對累加后的各校驗比特作交織處理；將經過交織處理后的各校驗比特進行模2加運算以得到最終的校驗比特。本技術方案降低了編碼復雜度。
【專利說明】低密度奇偶校驗矩陣的編碼方法
[0001]

【技術領域】
[0002] 本發(fā)明涉及編碼領域，特別涉及低密度奇偶校驗矩陣的編碼方法。

【背景技術】
[0003] LDPC碼于1963年由Gallager在他的博士論文中首次提出，同時Gallager還提 出了LDPC碼的概率譯碼算法，但是由于概率迭代譯碼計算過于復雜，鑒于當時的技術發(fā)展 水平難以實現，因此LDPC碼在當時通信界很快就石沉大海。之后，除了Tanner在上個世紀 80年代形象化的用二分圖來描述迭代譯碼外，幾乎沒有學者再對LDPC碼有過更多的關注。
[0004] 而在1993年，Turbo碼的提出則使得人們在45年后，首次看到了一種可以逼近 Shannon限的編碼方案。至此人們才開始注意到了迭代譯碼所具備的優(yōu)良性能，與此同 時，基于二分圖（Tanner圖）的迭代理論也取得了很大的突破：Spielman將糾錯過程解釋 為錯誤逐漸減少的過程，并證明了基于二分圖的編譯碼算法具有線性的復雜度，在此基礎 上又有學者提出了利用Expander圖生成具有一定糾錯能力的二分圖的條件和方法，之后 Kschischang等人又建立了因子圖（FactorGraph)的理論，進一步深化了基于LDPC迭代譯 碼的圖論基礎；在這些研究基礎之上，Wiber則提出了基于圖的LDPC迭代譯碼算法。所有 了這些發(fā)展基礎，使得在1995年，Mackay和Neal發(fā)現了LDPC碼和Turbo碼一樣具有逼近 香農限的性能，從而引發(fā)了對LDPC碼研究的熱潮。
[0005] 由于LDPC碼比Turbo碼在技術上、特別在復雜度上更具有優(yōu)勢，更能適應未來 系統(tǒng)高速數據傳輸和高性能的要求，因此得到廣泛應用。目前采用LDPC碼字的通信系 統(tǒng)有：歐洲第二代數字廣播電視傳輸標準DVB2系列；IEEE802.Iln無線局域網標準； IEEE802.Ile無線廣域網標準；中國數字電視地面?zhèn)鬏敇藴剩―TTB)，以及北美CCSDS的近 地、深空通信系統(tǒng)等等。
[0006] 從實現的角度來看，需要面臨若干挑戰(zhàn)。例如，存儲便是一個導致LDPC碼沒有廣 泛地實際使用的重要原因。并且，LDPC碼實現中的一個關鍵問題是如何在解碼器的若干個 處理引擎(節(jié)點)之間實現連接網絡。此外，解碼處理，尤其是校驗節(jié)點運算中的計算負載也 會帶來問題。
[0007] 因此，需要一個使用簡單的編碼和解碼處理的LDPC通信系統(tǒng)。還需要使用LDPC 碼高效地支持高數據速率，而無需引入更大的復雜度。還需要改進LDPC編碼器和解碼器的 性能，還需要實現LDPC編碼的存儲要求最小，還需要一種簡化LDPC解碼器的處理節(jié)點之間 的通信方案。


【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明解決的問題是現有的低密度奇偶校驗矩陣的編碼方法比較繁瑣。
[0009] 為解決上述問題，本發(fā)明實施例提供了一種低密度奇偶校驗矩陣的編碼方法，包 括：設定所述低密度奇偶校驗矩陣中校驗部分的大小以及循環(huán)子陣的大??；初始化所述校 驗部分所對應的各校驗比特；依照所述循環(huán)子陣的大小將所述校驗比特進行分組以得到多 個校驗比特組；將各校驗比特組中的校驗比特與其在低密度奇偶校驗矩陣中所關聯的信息 比特進行累加處理；對累加后的各校驗比特作交織處理；將經過交織處理后的各校驗比特 進行模2加運算以得到最終的校驗比特。
[0010] 可選地，所述校驗部分的大小為M*M、循環(huán)子陣的大小為q*q;所述依照所述循環(huán) 子陣的大小將所述校驗比特進行分組以得到多個校驗比特組包括：設置所述校驗比特為{ Po，A，JJ2，Λ，P4,Λ，.J7M-I丨；將所述校驗比特按順序以q個比特為一組進行分組 以得到多個校驗比特組。
[0011] 可選地，所述將各校驗比特組中的校驗比特與其在低密度奇偶校驗矩陣中所關聯 的信息比特進行累加處理包括： 對每個校驗比特組中的q個比特作如下異或運算：

【權利要求】
1. 一種低密度奇偶校驗矩陣的編碼方法，其特征在于，包括如下步驟： 設定所述低密度奇偶校驗矩陣中校驗部分的大小W及循環(huán)子陣的大??； 初始化所述校驗部分所對應的各校驗比特； 依照所述循環(huán)子陣的大小將所述校驗比特進行分組W得到多個校驗比特組； 將各校驗比特組中的校驗比特與其在低密度奇偶校驗矩陣中所關聯的信息比特進行 累加處理； 對累加后的各校驗比特作交織處理； 將經過交織處理后的各校驗比特進行模2加運算W得到最終的校驗比特。
2. 如權利要求1所述的低密度奇偶校驗矩陣的編碼方法，其特征在于，所述校驗部分 的大小為M*M、循環(huán)子陣的大小為q*q ;所述依照所述循環(huán)子陣的大小將所述校驗比特進行 分組W得到多個校驗比特組包括： 設置所述校驗比特為{ i?〇，A，扔，A，機，}; 將所述校驗比特按順序W q個比特為一組進行分組W得到多個校驗比特組。
3. 如權利要求1所述的低密度奇偶校驗矩陣的編碼方法，其特征在于，所述將各校 驗比特組中的校驗比特與其在低密度奇偶校驗矩陣中所關聯的信息比特進行累加處理包 括： 對每個校驗比特組中的q個比特作如下異或運算： 疏=盧況獻也誠中，巧二〇，口，3，'.'，逝-14。表示沿氏^^奇偶1$驗矩陣中^^ 所關聯的信息比特， 乂，根據如下公式得到：
其中，X表示各個校驗比特組中第一個校驗比特所代表的所述低密度奇偶校驗矩陣中 的行里的"1"所在列的位置，但不包括所述低密度奇偶校驗矩陣中校驗部分中的"1"的列 的位置。
4. 如權利要求3所述的低密度奇偶校驗矩陣的編碼方法，其特征在于，所述對累加后 的各校驗比特作交織處理包括： 對累加后的各校驗比特依照置換格式作交織處理，其中所述置換格式通過如下公式實 現：
其中，i=0、l、2、3、……、q-l;Q=M/q;

{戶0，&，扔，化，/?*，滬5,..，化1^-1 )表示交織前的校驗比特； { iV，Pl '，/V，P3 '，iV，/V，...，PM-l I }表示交織后的校驗比特。
5. 如權利要求4所述的低密度奇偶校驗矩陣的編碼方法，其特征在于，將經過交織處 理后的各校驗比特進行模2加運算W得到最終的校驗比特通過如下公式實現：
其中，A代表了所述低密度奇偶校驗矩陣中校驗部分最后一列第二個"1"的位置；所述 最終的校驗比特為{ iV，iV，iV，iV，iV，P5 ' }。
6. 如權利要求1所述的低密度奇偶校驗矩陣的編碼方法，其特征在于，在執(zhí)行初始化 所述校驗部分所對應的各校驗比特之前還包括如下步驟： 設定所述低密度奇偶校驗矩陣中校驗部分的最后一列中第二個"1"的位置。
【文檔編號】H04L1/00GK104426553SQ201310371629
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權日:2013年8月23日
【發(fā)明者】張文軍, 何大治, 徐胤, 管云峰, 堯勇仕, 楊帆, 趙杰 申請人:上海數字電視國家工程研究中心有限公司