專利名稱:一種適用于層間并行譯碼器的qc-ldpc碼構造方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種準循環(huán)LDPC (QC-LDPC)碼的構造方法,具體涉及適用于層間并行譯碼器規(guī)劃偏移量間距的準循環(huán)LDPC碼構造方法,屬于通信工程差錯控制領域。
背景技術:
信道編碼技術是提高通信系統(tǒng)可靠性的基本技術,其中LDPC碼作為一種誤碼性能優(yōu)良,便于工程實現(xiàn)的信道編碼方法,被廣泛用于現(xiàn)代通信系統(tǒng),已經被WiMAX,DVB-S2等通信標準所采納。隨著通信系統(tǒng)對傳輸速率要求的日益增長,信道編碼的高速譯碼成為迫切需求。因此LDPC高速譯碼算法和結構得到了廣泛研究,同時更適于高速譯碼的碼集構造算法也要得到相應的發(fā)展。以實現(xiàn)高速譯碼為目標的針對準循環(huán)LDPC碼(QC-LDPC)碼的譯碼算法及相關的硬件結構設計很多,其中分層譯碼算法的平均迭代次數(shù)可比傳統(tǒng)置信度傳播譯碼方式減少一半,能有效地提高譯碼速率,是近年來應用研究的熱點。LDPC行分層譯碼一般采用最小和算法,其譯碼流程中的關鍵公式如下
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權利要求
1.一種適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構造方法,其步驟如下 .1)初始化QC-LDPC碼校驗矩陣參數(shù);根據(jù)并行行分層譯碼器電路要求設置延遲值r;設置QC-LDPC碼校驗矩陣H中循環(huán)偏移量基礎矩陣Hb的每一行的偏移量Roffset (i); . 2)利用Block-PEG算法構造QC-LDPC碼的循環(huán)偏移量基礎矩陣Hb,構造所述H矩陣對應的基礎校驗矩陣二分圖的連接及權重時,滿足條件同一變量節(jié)點與校驗節(jié)點的任意兩個連接之間的權重間距A不小于設置的延遲值,即滿足A彡r ; .3)根據(jù)構造得到的循環(huán)偏移量基礎矩陣Hb,填充相應偏移量的循環(huán)偏移單位矩陣和全.0矩陣,得到最終QC-LDPC碼的校驗矩陣H。
2.如權利要求I所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構造方法,其特征在于,步驟I)中需要初始化QC-LDPC校驗矩陣參數(shù),包括初始化校驗矩陣H對應的循環(huán)偏移量基礎矩陣Hb的列數(shù)即變量節(jié)點個數(shù)n,行數(shù)即校驗節(jié)點個數(shù)m及校驗矩陣維度分布函數(shù);循環(huán)偏移單位矩陣(Block)的大小pxp ;用i和j分別表示基礎校驗矩陣的行號和列號,
3.如權利要求2所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構造方法,其特征在于,確定校驗矩陣維度分布函數(shù),可利用密度推演方法或者EXIT圖方法。
4.如權利要求I所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構造方法,其特征在于,所述步驟2)利用Block-PEG算法構造循環(huán)偏移量基礎矩陣Hb包含以下步驟 .2-1)初始化循環(huán)偏移量基礎矩陣Hb的二分圖,向所述基礎校驗矩陣的二分圖中添加m個沒有連接的校驗節(jié)點; .2-2)向二分圖中逐個添加變量節(jié)點,挑選校驗節(jié)點建立連接,并確定邊線權重,滿足條件同一變量節(jié)點與校驗節(jié)點的任意兩個連接之間的權重間距A滿足A > r ; .2-3)判斷是否所有變量節(jié)點被添進二分圖,如果否,則返回2-2),如果是,則進入步驟.3)。
5.如權利要求I所述的規(guī)劃偏移量間距的QC-LDPC碼構造方法,其特征在于,滿足.2-2)所述與滿足A>r條件的目的校驗節(jié)點建立連接路徑包括以下步驟 .2-2-1)以當前添加的變量節(jié)點j為根節(jié)點展開為二分圖; .2-2-2)計算當前變量節(jié)點j相鄰各邊的權重與相應的行移位量之和,形成SOfTset集合; .2-2-3)挑選出距離根節(jié)點j最遠且維度最小的校驗節(jié)點,形成集合一,并計算集合一中校驗節(jié)點的所有可用偏移量; .2-2-4)求出上述集合一中校驗節(jié)點的所有可用偏移量與當前校驗節(jié)點的行移位量之和,形成SOffsetR集合; .2-2-5)計算步驟2-2-4)中SOffsetR集合任一元素與步驟2_2_2)中SOffset集合所有元素之間的所有偏移量間距A ; .2-2-6)通過遍歷搜索求2-2-4)中SOffsetR集合中的一個元素,可用(i, k)表示,其中i表示集合一中的可用校驗節(jié)點i,k表示可用校驗節(jié)點的第k個可用偏移量,使得其與2-2-2)中的SOffset集合中的所有元素之間的偏移量間距A都大于等于設置的延遲值r,即滿足A^r ;如果SOffsetR中的所有元素都不能滿足上述條件,那么返回2-1),重新開始構造;如果SOffsetR中有多個值可用,則隨機選擇或選取使得A最大的值,進入2-2-7); 2-2-7)選擇校驗節(jié)點i建立與當前根節(jié)點的連接,而邊線權重取為Pi (k),表示校驗節(jié)點i的第k個可用偏移量,判斷根節(jié)點的維度是否滿足維度分布要求,若滿足則進入步驟4);若不滿足則返回步驟2-2-1)繼續(xù)遍歷添加。
6.如權利要求5所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構造方法,其特征在于,所述步驟2-2-3)中計算集合一中校驗節(jié)點所有可用偏移量,依次遍歷根節(jié)點到集合一中校驗節(jié)點的所有路徑,計算路徑權重累計值其中2L是路徑環(huán)長,p(ik, jk)是路徑上的邊線權重值;按照隨機原則或者環(huán)長最大化原則獲得該校驗節(jié)點的所有可用偏移量。
7.如權利要求5所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構造方法,其特征在于,所述步驟 2-2-2)形成 SOffset (r) = [p (r, j)+ROffset (r) ]mod p 集合,其中 r G N(j),N(j)表示與當前變量節(jié)點j相鄰的校驗節(jié)點集合,P (r, j)表示校驗節(jié)點r與變量節(jié)點j間的邊線權重,P > p(r, j)彡O。
8.如權利要求5所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構造方法,其特征在于,所述步驟2-2-4)中集合一中校驗節(jié)點的所有可用偏移量與當前校驗節(jié)點的行移位量之和SOffsetR(i, k) = (Pi (k)+ROffset (i))mod p,其中 PiGO 表示校驗節(jié)點 i 的第 k 個可用的偏移量。
9.如權利要求5所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構造方法,其特征在于,所述偏移量間距為A (i, k, r) = min ( A 丨(i, k, r),A2(i, k, r))其中, A1(Ijk1T) = (p + S0ffsetR(i, k) - SOffset (r) )mod p A 2 (i , k, r)=(p+S0ffset(r)-SOffsetR(i, k))mod p,
10.如權利要求2所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構造方法,其特征在于,H矩陣維度分布函數(shù)可采用與Wimax碼形式相同的雙對角線結構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構造方法,1)初始化QC-LDPC碼校驗矩陣參數(shù);根據(jù)并行行分層譯碼器電路要求設置延遲值Γ;設置QC-LDPC碼校驗矩陣H中循環(huán)偏移量基礎矩陣Hb的每一行的偏移量Roffset(i);2)利用Block-PEG算法構造QC-LDPC碼的循環(huán)偏移量基礎矩陣Hb,構造所述H矩陣對應的基礎校驗矩陣二分圖的連接及權重時,滿足條件同一變量節(jié)點與校驗節(jié)點的任意兩個連接之間的權重間距Δ不小于設置的延遲值,即滿足Δ≥Γ;3)根據(jù)構造得到的循環(huán)偏移量基礎矩陣Hb,填充相應偏移量的循環(huán)偏移單位矩陣和全0矩陣,得到最終QC-LDPC碼的校驗矩陣H。本發(fā)明方法基于PEG算法,在QC-LDPC碼設計過程中,規(guī)劃了校驗矩陣中每列的偏移量間距,保證所造碼能適用于全并行行分層譯碼器結構。
文檔編號H03M13/11GK102723957SQ20121017027
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權日2012年5月28日
發(fā)明者吳建軍, 張建軍, 董明科, 鄭雅丹, 金野 申請人:北京大學