[发明专利]LDPC编码中校验比特的计算方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及编解码技术领域，特别涉及一种LDPC码编码中校验比特的计算方法和装置。

背景技术

低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Codes)，是于1962年提出的一种线性分组码。LDPC码具有很好的汉明距离特性。利用迭代译码算法，LDPC码可以较低的复杂度逼近香农信道容量限。但是由于当时的计算能力的限制，LDPC码被认为不是实用码，在很长一段时间内没有受到人们的重视。直到1993年，发现了性能近香农限的Turbo码后，利用随机构造的Tanner图研究了LDPC码的性能，发现采用和积译码算法的正则LDPC码具有和Turbo码相似的译码性能，在长码时甚至超过了Turbo码，这一结果引起了编码界研究LDPC码的热潮。

LDPC码是一种线性分组码，它的名字来源于其校验矩阵的稀疏性，即校验矩阵中每行(每列)非零元素的个数非常稀少，且位置呈随机发布，大部分元素都是“0”。对于码长为n、信息位个数为k的LDPC码，可以由其校验矩阵H(n-k)×n来描述，所有码字满足x·H^T＝0，其中x代表任一码字。校验矩阵的每一行表示一个校验约束，其中所有非零元素对应的码元变量xj构成一个校验集，用一个校验方程表示，即上述公式x·H^T＝0；校验矩阵的每一列表示一个码元变量参与的校验约束，当列元素不为零时，表示该码元变量参与了该行的校验约束。

在现有技术的802.16e相关协议中，为了降低LDPC码的编码复杂度，LDPC码构造如下：

LDPC码基于一个或多个基本的LDPC码集。每个基本码是一个系统线性分组码。基本码可以生成不同的码率和不同的包长。

LDPC码集中的每个LDPC码定义为m*n的矩阵H，其中n是码长，m是码中奇偶校验位的个数，系统位的个数k＝n-m。矩阵H定义如下：

其中P_i，j是一个z*z的置换矩阵或者一个z*z的全0矩阵。矩阵H是由一个m_b*n_b(下标b表示与基本阵对应，base)的二进制基本矩阵H_b扩展来的，n＝z*n_b，m＝z*m_b，z为整数。扩展的具体方法是，把基本矩阵H_b中的每一个1换成一个z*z的置换矩阵，把每个0换成一个z*z的全0矩阵。基本矩阵的n_b＝24。

置换矩阵使用的置换方式是循环右移，置换矩阵集包含z*z的单位矩阵以及由单位矩阵产生的循环右移矩阵。由于每个置换矩阵由一循环右移来表示，那么二进制基本矩阵的信息以及其置换的信息就可以组合生成一个紧凑原型矩阵Hbm。原型矩阵Hbm和二进制基本矩阵Hb行列数均相同。通过将Hb中的0用空白或负数(如：-1)来代替表示一z*z的全0矩阵，Hb中的1用循环移位大小p(i，j)≥0来代替，原型矩阵能直接扩展为H。

H_b分成两部分，其中H_b1为系统比特，H_b2为奇偶校验比特，所以，

LDPC码集中的每个LDPC码定义为m*n的矩阵H，其中n是码长，m是码中奇偶校验位的个数，系统位的个数k＝n-m。

H_b2还可以进一步包括h_b和H′_b2两部分，其中矢量h_b为加权，H′_b2为双对角线矩阵。H′_b2矩阵中，i代表行数，j代表列数，i＝j以及i＝j+1时，矩阵元素为1；其它情况下为0。

基本矩阵中h_b(0)＝1，h_b(m_b-1)＝1，第三个值h_b(j)＝1，0<j<(m_b-1)