專利名稱：低編碼復(fù)雜度多元非規(guī)則ldpc碼的設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字通信系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)傳輸糾錯(cuò)的編譯碼器，特別是糾錯(cuò)編碼領(lǐng) 域中關(guān)于低編碼復(fù)雜度多元非規(guī)則LDPC碼校驗(yàn)矩陣的設(shè)計(jì)和優(yōu)化構(gòu)造。
背景技術(shù)：
隨著無線數(shù)字通信的發(fā)展以及各種高速率、突發(fā)性強(qiáng)的業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，人們對(duì)糾 錯(cuò)編碼技術(shù)提出了越來越高的要求。與經(jīng)典的BCH碼、RS碼、卷積碼相比，現(xiàn)在的渦輪碼 (Turbo碼)和低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC^g)更加逼近香農(nóng)容量限。但是Turbo碼的譯碼 延遲大，錯(cuò)誤平層(error floor)高，信道容量與迭代譯碼的閾值之間都有一定的距離。與 Turbo碼比較，LDPC碼的譯碼器不僅可以并行實(shí)現(xiàn)，復(fù)雜度低，而且錯(cuò)誤平層低，特別是多 元LDPC碼，抗突發(fā)能力強(qiáng)，誤碼率低，它有比二元域LDPC碼更重的列重，同時(shí)還有和二元域 LDPC碼相似的二分圖結(jié)構(gòu)。因而具有較二進(jìn)制LDPC碼更好的性能。但是LDPC碼的稀疏校 驗(yàn)矩陣H對(duì)應(yīng)的生成矩陣G往往是高密度的，這就增加了編碼器的存儲(chǔ)和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。特 別是這種復(fù)雜度與碼長呈二次關(guān)系?；谝陨蠁栴}，本文提出一種低編碼復(fù)雜度多元非規(guī)則LDPC碼的構(gòu)造方法。它具 有多進(jìn)制LDPC碼的良好糾錯(cuò)性能，又能夠高效快速的進(jìn)行編碼。在構(gòu)造其校驗(yàn)矩陣時(shí)，我 們首先采用邊信息轉(zhuǎn)移圖(EXIT harts)進(jìn)行度的選擇和優(yōu)化，然后用漸進(jìn)邊增長(PEG)算 法確定校驗(yàn)矩陣，最后將校驗(yàn)矩陣進(jìn)行列變換，用雙對(duì)角線方陣代替校驗(yàn)矩陣的子矩陣，構(gòu) 成新的校驗(yàn)矩陣。該構(gòu)造方法不僅增大了因子圖中的最小環(huán)長，提高了迭代譯碼的性能，還 大大降低了編碼復(fù)雜度，便于硬件實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明構(gòu)造的多元非規(guī)則LDPC碼，其編碼器與校驗(yàn)矩陣具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，在進(jìn)行簡 單編碼的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)高性能的快速譯碼。該多元非規(guī)則LDPC碼的校驗(yàn)矩陣由兩部分組 成，H= [HijH2J0其中H2是一個(gè)由累加器決定的雙斜對(duì)角矩陣，其行重列重均為2。多元非 規(guī)則LDPC碼設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是度的分布與優(yōu)化，以及校驗(yàn)矩陣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化。編碼過程即 根據(jù)校驗(yàn)矩陣H直接計(jì)算校驗(yàn)位，而不需要生成矩陣G。最后根據(jù)校驗(yàn)矩陣H進(jìn)行BP-FFT 譯碼。本發(fā)明給出具有低編碼復(fù)雜度多元非規(guī)則LDPC碼的構(gòu)造方法。包括采用EXIT實(shí) 現(xiàn)度的分布與優(yōu)化，用PEG方法構(gòu)造校驗(yàn)矩陣和校驗(yàn)矩陣結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化。1、低編碼復(fù)雜度多元非規(guī)則LDPC碼結(jié)構(gòu)低編碼復(fù)雜度多元非規(guī)則LDPC碼的校驗(yàn)矩陣H由兩部分組成，H = [H1,H2](見圖 1)，其中H1是個(gè)MXN矩陣(如圖2)，N是碼長，M為校驗(yàn)位長度。H2是由累加器確定的具
有雙對(duì)角線結(jié)構(gòu)的MXM矩陣(如圖3)，碼率
權(quán)利要求
1. 一種低編碼復(fù)雜度多元非規(guī)則LDPC碼的設(shè)計(jì)，編碼過程簡單，不需要生產(chǎn)矩陣G，而 是通過計(jì)算校驗(yàn)位直接完成編碼，其編碼復(fù)雜度低，又因采用邊信息轉(zhuǎn)移圖(EXIT harts) 進(jìn)行度的選擇和優(yōu)化，用漸進(jìn)邊增長(PEG)算法確定校驗(yàn)矩陣，有效增大了其因子圖中的 最小環(huán)長，從而提高了迭代譯碼的性能。
2.如權(quán)利要求1所述的LDPC碼校驗(yàn)矩陣的度分布，其行列度分布是根據(jù)邊信息轉(zhuǎn)移圖 (EXIT charts)優(yōu)化得到的，確保了 LDPC碼迭代譯碼的收斂特性。
3.如權(quán)利要求1所述的LDPC碼校驗(yàn)矩陣的構(gòu)造，其特征在于用漸進(jìn)邊增長(PEG)算 法，逐條放置符號(hào)節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)之間的邊，使每一條新加人的邊盡可能小的影響目前圖 的最小環(huán)長。
4.如權(quán)利要求1所述的LDPC碼校驗(yàn)矩陣的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，其特點(diǎn)在于用雙對(duì)角線方陣來代 替校驗(yàn)矩陣右側(cè)子矩陣，最后得到校驗(yàn)矩陣H = [H1, H2]，H2是一個(gè)雙對(duì)角線矩陣。
5.如權(quán)利要求1所述的LDPC碼的編碼，其特點(diǎn)在于根據(jù)校驗(yàn)矩陣結(jié)構(gòu)，直接計(jì)算校驗(yàn) 位完成編碼，編碼復(fù)雜度低，便于硬件實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種具有低編碼復(fù)雜度多元非規(guī)則LDPC碼的設(shè)計(jì)方法，包括采用邊信息轉(zhuǎn)移圖(EXIT charts)實(shí)現(xiàn)度的分布與優(yōu)化，用漸進(jìn)邊增長(PEG)方法構(gòu)造校驗(yàn)矩陣，最后對(duì)校驗(yàn)矩陣進(jìn)行列變換，用雙對(duì)角線矩陣代替校驗(yàn)矩陣的子矩陣，完成校驗(yàn)矩陣的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。本發(fā)明設(shè)計(jì)的多元非規(guī)則LDPC碼的校驗(yàn)矩陣H由兩部分組成，H＝[H1，H2]。其中H2是一個(gè)由累加器決定的雙斜對(duì)角矩陣，其行重列重均為2。具有該結(jié)構(gòu)的LDPC碼可根據(jù)校驗(yàn)矩陣的結(jié)構(gòu)，通過計(jì)算校驗(yàn)位直接完成編碼，而不需要生產(chǎn)矩陣G，其編碼過程簡單，復(fù)雜度低，便于硬件實(shí)現(xiàn)。同時(shí)又因其采用EXIT圖進(jìn)行度的選擇和優(yōu)化，用PEG算法確定校驗(yàn)矩陣，有效增大了其因子圖中的最小環(huán)長，從而提高了迭代譯碼的性能。
文檔編號(hào)H03M13/11GK101997552SQ20091016430
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者于清蘋, 史治平, 燕兵 申請人:電子科技大學(xué)