[发明专利]LDPC码校验矩阵构造方法及对应矩阵乘法运算装置

权利要求书

1.一种LDPC码校验矩阵构造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)确定构造码字的长度n×L，子矩阵的大小L，码率R以及校验矩阵的行数m×L，基础矩阵Hb大小为m×n，校验矩阵H大小为mL×nL；

(b)确定校验矩阵H的最优度数分布；

(c)构造一个环长最大的基础矩阵Hb；

(d)选择合适的移位因子将得到的基础矩阵Hb扩展成环长最大化的QC-LDPC码，通过确定基础矩阵Hb中元素为‘1’位置的移位因子来确定了整个校验矩阵H。

2.根据权利要求1所述的LDPC码校验矩阵构造方法，其特征在于，所述步骤(c)还包括以下步骤：

(c1)构造一个m×n的零矩阵；

(c2)将变量节点按照列重由低到高的顺序排列，依次对每个节点进行如下操作：

(c21)在与基础矩阵Hb对应的二部图上以该变量节点为根节点逐层进行树状展开，在树扩展中逐层记录每一层到达的校验节点，重复出现的节点只记录第一次到达的，当由第L层扩展到第L+1层时，第L+1层到达的所有节点都已经在树中则停止扩展；

(c22)判断所有校验节点是否都在树中，如果有校验节点在树外，根节点则从中选择当前度数最低的校验节点相连，如果所有校验节点都在树中，根节点则选择距离根节点距离最远度数最低的校验节点相连；

(c23)重复步骤(c21)～步骤(c22)，直到该变量节点满足相应的度数要求；

(c24)重复步骤(c21)～步骤(c23)，直到所有变量节点都满足度数要求。

3.根据权利要求2所述的LDPC码校验矩阵构造方法，其特征在于，在所述步骤(c1)中，如果H矩阵为双对角结构或下三角结构时，对零矩阵已知位置处赋值相应值。

4.根据权利要求1所述的LDPC码校验矩阵构造方法，其特征在于，所述步骤(d)还包括以下步骤：

(d1)构造一个m×n的矩阵Hs，如果基础矩阵Hb相应位置元素为‘1’则将矩阵Hs相应元素置为0，其余基础矩阵Hb元素为‘0’的位置将矩阵Hs相应元素置为-1；

(d2)按照列重由小到大的顺序，逐个给基础Hb矩阵中元素为‘1’的位置选择移位因子，并更新矩阵Hs相应位置元素的值，得到完整的矩阵Hs，该矩阵Hs即为校验矩阵H。

5.根据权利要求4所述的LDPC码校验矩阵构造方法，其特征在于，所述的步骤(d1)和步骤(d2)之间还包括判断矩阵Hs是否为双对角结构或下三角结构，如果是则给矩阵Hs已知的移位因子的元素赋值，否则进入下一步。

6.根据权利要求4所述的LDPC码校验矩阵构造方法，其特征在于，所述步骤(d2)包以下步骤：

(d21)以基础矩阵Hb中的变量节点n为起始节点，在基础矩阵Hb所对应的二部图上求可到达校验节点m的所有路径，其中路径中包含的节点不能重复，然后根据矩阵Hs的值按照约定的边的权重计算路径的权重以及该路径的权重对应的多条路径中的最小路径长度；

(d22)计算移位因子候选集；

(d23)如果移位因子候选集为非空，则从移位因子候选集中随机选取一个值为移位因子；如果移位因子候选集为空，则选取权重对应的路径长度最大的那个值为移位因子，用得到的移位因子更新矩阵Hs；

(d24)重复步骤(d21)～步骤(d23)，直到给基础矩阵Hb中元素为‘1’的所有位置选择了合适的移位因子，最后得到完整的矩阵Hs。

7.一种LDPC码校验矩阵乘法运算装置，其特征在于，包括校验矩阵生成单元，用于采用如权利要求1-6中任一权利要求所述LDPC码校验矩阵构造方法生成校验矩阵，该校验矩阵由m×n个L×L子矩阵构成，每个子矩阵是一个由单位矩阵循环右移若干位置的置换矩阵；信息序列生成单元，用于生成肌L的信息序列；分割单元，用于将生成的n×L的信息序列划分为n个长度为L的子序列；乘法单元，用于将校验矩阵中的每个循环置换矩阵与每个子信息序列的相乘。