專利名稱：Ldpc碼構(gòu)造方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信與電子系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種LDPC碼構(gòu)造方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，在構(gòu)造LDPC碼的方法中，主要分確定性和隨機(jī)性兩種方式，傳統(tǒng)的構(gòu)造LDPC碼技術(shù)，典型的有Gallager LDPC碼構(gòu)造法和Mackay LDPC碼構(gòu)造法。Gallager LDPC碼構(gòu)造法主要是由確定的方式構(gòu)造正則校驗矩陣(如單位陣)，將該矩陣的所有排列組合形成一系列正則子矩陣，再將這些正則子矩陣組合成所需的校驗矩陣，這是一種隨機(jī)正則LDPC碼。Mackay LDPC碼構(gòu)造法是一種直接構(gòu)造LDPC碼校驗矩陣的技術(shù)，這種技術(shù)產(chǎn)生隨機(jī)碼，在保證校驗矩陣的列是等重的條件下，使行重量盡可能相等，是一種準(zhǔn)正則碼。對于構(gòu)造LDPC碼來說，LDPC碼性能的好壞可以直接影響到LDPC碼譯碼的性能，會直接影響到譯碼中誤碼率的大小，圍長是所有環(huán)中有最小邊數(shù)的環(huán)長，其是評估LDPC碼的一個重要指標(biāo)，是影響譯碼性能的一個重要因素，因而構(gòu)造大圍長的LDPC碼很重要。傳統(tǒng)的構(gòu)造LDPC碼技術(shù)中，確定性方式構(gòu)造出來的LDPC碼的結(jié)果比較單一，實用性差；而隨機(jī)構(gòu)造的LDPC碼容易出現(xiàn)小圍長的碼，LDPC碼的性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對傳統(tǒng)的構(gòu)造LDPC碼技術(shù)構(gòu)造出來的LDPC碼實用性差、性能較差的問題，提供一種LDPC碼構(gòu)造方法和裝置。一種LDPC碼構(gòu)造方法，包括如下步驟基于置換群理論對基礎(chǔ)校驗矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群；根據(jù)設(shè)定的LDPC碼的適應(yīng)度函數(shù)計算所述矩陣種群的各個矩陣個體的適應(yīng)度；根據(jù)每個矩陣個體的適應(yīng)度從所述矩陣種群中選擇矩陣個體；對所述選擇的矩陣個體進(jìn)行交叉和變異處理，獲得最優(yōu)矩陣個體；對所述最優(yōu)矩陣個體進(jìn)行解碼獲得LDPC碼。一種LDPC碼構(gòu)造裝置，包括置換單元，用于基于置換群理論對基礎(chǔ)校驗矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群；適應(yīng)度計算單元，用于根據(jù)設(shè)定的LDPC碼的適應(yīng)度函數(shù)計算所述矩陣種群的各個矩陣個體的適應(yīng)度；個體選擇單元，用于根據(jù)每個矩陣個體的適應(yīng)度從所述矩陣種群中選擇矩陣個體；交叉和變異單元，用于對所述選擇的矩陣個體進(jìn)行交叉和變異處理，獲得最優(yōu)矩陣個體；解碼單元，用于對所述最優(yōu)矩陣個體進(jìn)行解碼獲得LDPC碼。上述LDPC碼構(gòu)造方法和裝置，基于置換群的技術(shù)，根據(jù)基礎(chǔ)校驗矩陣隨機(jī)構(gòu)造矩陣種群，可以構(gòu)造任意碼率的LDPC碼，實用性強(qiáng)；同時，利用遺傳算法優(yōu)勝劣汰的特性，通過對矩陣種群中的矩陣個體的交叉和變異，并最終收斂到性能較優(yōu)的矩陣種群，進(jìn)而選擇出最優(yōu)矩陣個體，獲得大圍長的性能優(yōu)異的LDPC碼。


圖I為一個實施例的LDPC碼構(gòu)造方法流程圖；圖2為迭代處理一個應(yīng)用實例的流程圖；圖3為一個實施例的LDPC碼構(gòu)造裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的LDPC碼構(gòu)造方法的具體實施方式
作詳細(xì)描述，圖I示出了一個實施例的LDPC碼構(gòu)造方法流程圖，主要包括如下步驟
應(yīng)度;
S100，基于置換群理論對基礎(chǔ)校驗矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群；
S200，根據(jù)設(shè)定的LDPC碼的適應(yīng)度函數(shù)計算所述矩陣種群的各個矩陣個體的適
S300，根據(jù)每個矩陣個體的適應(yīng)度從所述矩陣種群中選擇矩陣個體；
S400，對所述選擇的矩陣個體進(jìn)行交叉和變異處理，獲得最優(yōu)矩陣個體；
S500，對所述最優(yōu)矩陣個體進(jìn)行解碼獲得LDPC碼。本發(fā)明的LDPC碼構(gòu)造方法，根據(jù)基礎(chǔ)校驗矩陣隨機(jī)構(gòu)造矩陣種群，并利用遺傳算法優(yōu)勝劣汰的特性，根據(jù)適應(yīng)度和選擇原則選擇矩陣個體，以及對選擇的矩陣個體進(jìn)行交叉和變異，并最終收斂到性能較優(yōu)的矩陣種群，然后再從矩陣種群中選擇出最優(yōu)矩陣個體，對其進(jìn)行解碼后，即可獲得大圍長的性能優(yōu)異的信道糾錯碼中的LDPC碼。為了更清晰本發(fā)明的LDPC碼構(gòu)造方法，下面闡述較佳實施例。對于步驟S100，主要是利用改進(jìn)的遺傳算法來構(gòu)造，算法首先初始化，產(chǎn)生初始化的矩陣種群，所述的初始化，給定的輸入條件是校驗節(jié)點m，信息節(jié)點n，以及信息節(jié)點的度分布。假設(shè)度分布序列為((^d2，…，dn)，初始化種群時用下述步驟產(chǎn)生(a)根據(jù)輸入條件設(shè)置一個合法的基礎(chǔ)校驗矩陣；具體的，所述輸入條件是校驗節(jié)點m，信息節(jié)點η以及信息節(jié)點的度分布，采用該輸入條件可以構(gòu)造任意碼率的性能優(yōu)異的LDPC碼；對于設(shè)置的基礎(chǔ)校驗矩陣，例如，構(gòu)建基礎(chǔ)矩陣Htl
權(quán)利要求
1.一種LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，包括如下步驟基于置換群理論對基礎(chǔ)校驗矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群；根據(jù)設(shè)定的LDPC碼的適應(yīng)度函數(shù)計算所述矩陣種群的各個矩陣個體的適應(yīng)度；根據(jù)每個矩陣個體的適應(yīng)度從所述矩陣種群中選擇矩陣個體；對所述選擇的矩陣個體進(jìn)行交叉和變異處理，獲得最優(yōu)矩陣個體；對所述最優(yōu)矩陣個體進(jìn)行解碼獲得LDPC碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述基于置換群理論對基礎(chǔ)校驗矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群步驟包括根據(jù)輸入條件設(shè)置一個合法的基礎(chǔ)校驗矩陣；基于置換群理論對所述基礎(chǔ)校驗矩陣進(jìn)行編碼獲得矩陣個體；將所述矩陣個體進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述適應(yīng)度函數(shù)為f= a c+ β式中，c為圍長的大小，a，β均為常數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述對所述選擇的矩陣個體進(jìn)行交叉和變異處理步驟包括利用置換群相乘的交叉方式對所述選擇的矩陣個體進(jìn)行交叉操作，獲得若干個新的矩陣個體；利用置換群相乘的變異方式對所述新的矩陣個體進(jìn)行變異處理；將所述變異處理后的矩陣個體加入到所述矩陣種群中進(jìn)行迭代處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述利用置換群相乘的變異方式對所述新的矩陣個體進(jìn)行變異處理步驟包括通過設(shè)置置換群的左乘以一個隨機(jī)奇置換來進(jìn)行矩陣個體的變異。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述迭代處理步驟包括將新加入到矩陣種群的矩陣個體取代適應(yīng)度最小的若干個矩陣個體；在設(shè)定的迭代次數(shù)內(nèi)，從所述矩陣種群中選擇矩陣個體，并對所述選擇的矩陣個體進(jìn)行交叉和變異處理；在達(dá)到最大的迭代次數(shù)時，選擇適應(yīng)度最大的矩陣個體作為最優(yōu)矩陣個體進(jìn)行輸出。
7.一種LDPC碼構(gòu)造裝置，其特征在于，包括置換單元，用于基于置換群理論對基礎(chǔ)校驗矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群；適應(yīng)度計算單元，用于根據(jù)設(shè)定的LDPC碼的適應(yīng)度函數(shù)計算所述矩陣種群的各個矩陣個體的適應(yīng)度；個體選擇單元，用于根據(jù)每個矩陣個體的適應(yīng)度從所述矩陣種群中選擇矩陣個體；交叉和變異單元，用于對所述選擇的矩陣個體進(jìn)行交叉和變異處理，獲得最優(yōu)矩陣個體；解碼單元，用于對所述最優(yōu)矩陣個體進(jìn)行解碼獲得LDPC碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LDPC碼構(gòu)造裝置，其特征在于，所述置換單元包括矩陣設(shè)置模塊，用于根據(jù)輸入條件設(shè)置一個合法的基礎(chǔ)校驗矩陣；矩陣編碼模塊，用于基于置換群理論對所述基礎(chǔ)校驗矩陣進(jìn)行編碼獲得矩陣個體；種群生成模塊，用于將所述矩陣個體進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LDPC碼構(gòu)造裝置，其特征在于，所述交叉和變異單元包括交叉操作模塊，用于利用置換群相乘的交叉方式對所述選擇的矩陣個體進(jìn)行交叉操作，獲得若干個新的矩陣個體；變異操作模塊，用于利用置換群相乘的變異方式對所述新的矩陣個體進(jìn)行變異處理；迭代模塊，用于將所述變異處理后的矩陣個體加入到所述矩陣種群中進(jìn)行迭代處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LDPC碼構(gòu)造裝置，其特征在于，所述迭代模塊進(jìn)一步用于將新加入到矩陣種群的矩陣個體取代適應(yīng)度最小的若干個矩陣個體；在設(shè)定的迭代次數(shù)內(nèi)，從所述矩陣種群中選擇矩陣個體，并對所述選擇的矩陣個體進(jìn)行交叉和變異處理；在達(dá)到最大的迭代次數(shù)時，選擇適應(yīng)度最大的矩陣個體作為最優(yōu)矩陣個體進(jìn)行輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種LDPC碼構(gòu)造方法，包括步驟基于置換群理論對基礎(chǔ)校驗矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群；根據(jù)設(shè)定的LDPC碼的適應(yīng)度函數(shù)計算所述矩陣種群的各個矩陣個體的適應(yīng)度；根據(jù)每個矩陣個體的適應(yīng)度從矩陣種群中選擇矩陣個體；對選擇的矩陣個體進(jìn)行交叉和變異處理，獲得最優(yōu)矩陣個體；對所述最優(yōu)矩陣個體進(jìn)行解碼獲得LDPC碼。本發(fā)明還提供一種LDPC碼構(gòu)造裝置，本發(fā)明的技術(shù)，基于置換群的技術(shù)，根據(jù)基礎(chǔ)校驗矩陣隨機(jī)構(gòu)造矩陣種群，可以構(gòu)造任意碼率的LDPC碼，實用性強(qiáng)；同時，利用遺傳算法優(yōu)勝劣汰的特性，通過對矩陣種群中的矩陣個體的交叉和變異，并最終收斂到性能較優(yōu)的矩陣種群，進(jìn)而選擇出最優(yōu)矩陣個體，獲得大圍長的性能優(yōu)異的LDPC碼。
文檔編號H03M13/11GK102916705SQ201210362228
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者李炯城, 李桂愉, 肖恒輝, 陳運動, 賴志堅 申請人:廣東省電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司