[发明专利]准循环LDPC码的编码方法

说明书

技术领域

本发明属编码器技术领域，特别是涉及一种准循环LDPC码的编码方法。

背景技术

低密度校验码(Low-Density Parity-Check codes，LDPC)最早由Gallager于1962年提出，1981年Tanner引入双向图描述LDPC码，90年代Mackey等再次发现LDPC码并证明LDPC码是一种逼近香农(shannon)极限的好码。LDPC码在数字通信和数据存储中得到广泛应用。在802.16e、802.11n、802.3a、DVB-S2、DMB-T、CMMB等标准都使用了LDPC作为其信道编码方案。

目前LDPC码的构造方法主要有随机构造和结构构造方法。随机构造方法包括随机搜索、PEG算法等，其中，PEG算法构造的码字具有很好的性能，被认为是目前构造出的中等码长中性能最优的LDPC码。虽然该类码在长码时具有很好的纠错能力，然而由于码组过长，以及生成矩阵与校验矩阵的不规则性，使编码过于复杂而难以硬件实现，该类码字适合理论研究和仿真比较；结构构造方法包括几何、代数和组合设计等构造方法，大多数LDPC结构码具有循环或准循环结构，准循环码(QC-LDPC)在中短码时具有很强的纠错能力，性能接近随机构造的最优LDPC码，又因其硬件实现极其简单，因此现有标准中均采用具有特定结构的准循环码。

LDPC码是一种稀疏的线性分组码，但是与一般的线性分组码不同，LDPC码通常使用校验矩阵H表示，其对应的生成矩阵G通常是非稀疏的，因此，编码复杂度较高。为了降低编码复杂度，Richardson和Urbanke提出了一种基于近似下三角阵的有效编码方法(简称RU算法)，其H矩阵具有近似下三角结构，直接使用H矩阵进行编码。另外，基于下三角结构提出的另一种具有双对角结构的B-LDPC码，该码字可以使用RU算法快速编码，复杂度更低，而且性能非常接近于同等长度随机构造的码字，802.16e中使用了这种结构的码字。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有有最快的速度和吞吐量的准循环LDPC码的编码方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种准循环LDPC码的编码方法，包括下列步骤：

(1)输入码与稀疏矩阵A相乘得到第一矢量f₁，输入码与矩阵C相乘得到第二矢量f₂；将第一矢量f₁和第二矢量f₂存储在第一流水寄存器中；

(2)第一流水寄存器中第一矢量f₁与双对角的稀疏矩阵T通过前向置换得到第三矢量f₃；f₃与矩阵E相乘得到第四矢量f₄；

(3)第一流水寄存器中第二矢量f₂和第四矢量f₄通过矢量加法得到第一编码器输出校验位P₁；

(4)第一编码器输出校验位P₁与矩阵B相乘得到第五矢量f₅；

(5)第一矢量f₁和第五矢量f₅通过矢量加法得到第六矢量f₆；

(6)第六矢量f₆与双对角的稀疏矩阵T通过前向置换得到第二编码器输出校验位P₂；

(7)所述的第二编码器输出校验位P₂存储在第二流水寄存器中；根据需求将编码输出。

所述的矩阵相乘采用桶形移位器，同时要充分利用校验矩阵的稀疏性。

所述的矩阵相乘时，编码器按行并行执行；校验矩阵中的每个非0元素都按行分别存储在一个12位的寄存器中，寄存器的第0位至第6位共7位用来存储校验矩阵中的循环移位值，第7位至第11位共5位用来存储校验矩阵中非0元素所在列的列号。

所述的编码器按行并行执行，在执行矩阵某一行及信息位乘法时，并行执行这一行中的非0元素和信息位相乘，包括：首先利用寄存器的高5位选择信息位中相应的矢量，之后把它输入到桶形移位器中，通过寄存器中的低7位控制移位位数，就完成了一次非0元素和信息位相乘操作；然后把这一行中的所有非0元素和信息位相乘所得结果做一次‘异或’操作，这样就完成了矩阵一行和信息位相乘；编码器中矩阵乘法行和行之间是并行执行的。

所述的编码器采用了一种编码‘异或’树方法。

有益效果