[发明专利]一种多元LDPC码的构造方法及编码方法

说明书

技术领域

本发明属于通讯技术领域，特别涉及一种多元LDPC码的构造方法及编码方法。

技术背景

低密度一致校验码(LDPC码)是一种逼近Shannon限的线性分组码，可由校验矩阵来描述。早在1962年，Gallager就提出了LDPC码，并证明了该码可以比其它纠错码更加接近Shannon极限。然而，由于其复杂度较高，在当时并没有引起人们的注意。随着Turbo码的提出，1995年，Mackay和Neal又重新发现了LDPC码。从此LDPC码引起人们的广泛关注。

根据校验矩阵的产生过程，LDPC码可分为随机型和结构型两大类。当码长较长时，随机产生一个稀疏矩阵作为LDPC码的校验矩阵，该码的性能就可以非常接近Shannon限。然而，随机型LDPC码的编码复杂度较高，仅适用于理论研究方面。近几年，人们在代数和有限几何的基础上提出了很多性能优良的结构型LDPC码。

目前，大部分的研究工作以及发明专利是针对二元LDPC码的。一些具有高效、快速编码算法的结构型二元LDPC码被广泛地应用到各种通信标准中，如3GPP2、802.16e、802.11n等等。与二元LDPC码相比，多元LDPC码的研究工作相对较少。1998年Davey与MacKay通过实验仿真，证实了在相同条件下，多元LDPC码的误比特率(BER)性能优于二元LDPC码，指出在相同BER的情况下，采用多元LDPC码可获得大约1dB的编码增益。特别地，多元LDPC码可以与高阶调制相结合，从而节省带宽受限通信系统的发射功率。但是，现有的多元LDPC码存在很多问题，包括较高的存储空间以及较复杂的编码过程等方面。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种多元LDPC码的构造方法及编码方法。所提出的构造方法解决了多元LDPC码的存储空间问题；而且，所设计出的编码方法能够使多元LDPC码更好的在实际中得到应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种多元LDPC码的构造方法，其包括以下步骤：

a.多元LDPC码的校验矩阵H是有限域GF(q)上的分块矩阵，由(m×n)个子矩阵构成；位于校验矩阵H的第i行与第j列交叉位置的子矩阵H_i，j是由尺度因子β_i，j∈GF(q)乘以一个(l×l)的单位矩阵后，再按列循环左移s_i，j次得到，其中0≤i≤m-1，0≤j≤n-1，0≤s_i，j≤l-1；

b.将多元LDPC码的校验矩阵经过列顺序调整分为左右两部分：H＝(H₁H₂)，其中H₂由(m×m)个子矩阵构成，对应m个长度为l的校验子序列，而H₁由校验矩阵H中剩下的子矩阵构成，对应(n-m)个长度为l的信息子序列；

c.将多元LDPC码的校验矩阵H中对应校验子序列的矩阵H₂经过行顺序调整为一个大小为(m×m)的分块双对角矩阵，