[发明专利]低密度奇偶校验码的简化译码校验方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域中的前向纠错技术，特别涉及低密度奇偶校验码的译码校验方法和装置。

背景技术

低密度奇偶校验码(LDPC)是由Gallager于1962年首先提出的一种纠错码。低密度奇偶校验码的主要思想是用低密度校验矩阵表示分组码，以便降低分组码编译码的复杂性，并且可使用迭代译码算法，从而使得码长的限制放宽，可以使用长码来逼近Shannon信道容量。非正则LDPC码的性能不仅优于正则LDPC码，甚至还优于Turbo码，是目前已知的最接近香农限的码，已经公布的最好的性能与香农限仅相差0.0045dB。由于其良好的编码性能、易于进行理论分析和研究，译码简单且可实行并行操作，适合硬件实现等优点，目前在多种通信系统中被采用。例如中国数字电视地面广播标准(DMB-TH)、DVB-S2、802.11n、WIMAX等标准都采用了LDPC码。

LDPC码属于线性分组码。LDPC码可通过校验矩阵来表示，该校验矩阵的行的大小为N，列的大小为M，码率R＝(N-M)/N。校验矩阵中每行中所含“1”的个数叫做行重，每列中所含“1”的个数叫做列重。规则LDPC码是指校验矩阵中所有的行重都相等，所有的列重也相等。非规则LDPC码与规则LDPC码相似，但是校验矩阵中所有的行中存在行重和其他行重不同的行，或者所有的列中存在列重与其他列重不同的列。如图1所示，码率R＝(7-4)/7＝3/7，第一行的行重为3，第一列的列重位2，由于第三行的行重为2，而其他行的行重为3，所以此LDPC码为非规则码。校验矩阵是一种稀疏矩阵，矩阵中“1”的个数非常稀少，例如DMB-TH标准中0.4码率的校验矩阵中“1”的密度仅为0.001。本发明主要与LDPC码的译码相关，下面介绍LDPC码的译码算法。

目前，研究人员已提出多种基于置信传递的译码算法，算法原理相似，其主要的区别在于传递的信息。主要的译码算法有置信传递(BP)算法、MPC Fossorier等人提出的最小和算法和美国伊利诺伊州大学Mansour，M.M.和Shanbhag，N.R.提出的TDMP算法。由于TDMP算法加快迭代速度，减少译码延时，美国伊利诺伊州大学Mansour，M.M.和Shanbhag，N.R.提出TDMP算法。TDMP算法不但计算量小，且节省数据存储量，这有利于减小LDPC译码器面积、降低功耗。

为了便于理解本发明，下面对TDMP算法进行简短的数学描述。

该算法主要针对校验矩阵符合AA架构的非规则LDPC码。所谓AA架构是指这个校验矩阵可分为S1×S2个子矩阵，即校验矩阵分为S1行，每行又分为S2列，分解后的每个子矩阵中每行和每列中“1”个数不会超过1。在本发明中，所谓的子行是指校验矩阵被分成的S1行；所谓的子矩阵是指每个子行又被分解成的S2列。如图3所示，矩阵分为S1＝4个子行，每个子行又可以分为S2＝8个子列，一共分为了S1×S2＝32个子矩阵，每个子矩阵为3×3矩阵。该算法的校验和信息节点的更新采用最小和算法，基本流程如下：

(a)信息初始化。初始化变量节点信息Lq_v为初始信道信息，初始化校验节点信息R_cv为零。

(b)信息迭代计算。R_cv为当前子矩阵行计算时校验节点c向变量节点v传递的信息。R_cv′为上一次子行计算时校验节点c向变量节点v传递的信息。N(c)/v表示与校验节点c相连的除了变量节点v外的其余变量节点的集合。N(v)表示与校验节点c相连的所有变量节点的集合。Lq_v′表示上一次子行计算时与变量节点v相连的除了校验节点c外其余校验节点的集合。Lq_v表示当前子行中与变量节点v相连的所有校验节点的信息和。等式(1)和(2)的计算基于子行进行，完成校验节点信息的更新。每个子行的校验节点信息计算完成后，根据等式(3)，完成变量节点信息的更新。

Lq′_v＝Lq_v-R′_cv                        (1)