[发明专利]用于生成LDPC码校验矩阵的方法、及该LDPC码编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字通信研究领域，特别涉及一种用于生成LDPC码校验矩阵的方法，以及基于上述矩阵的LDPC码编码方法。

背景技术

LDPC码（Low Density Parity Check Code，低密度奇偶校验码）是目前信息领域和通信界最热门的研究之一，也是现代编码理论的典型代表。与Turbo码相比，LDPC码纠错能力更强大，误码平层更低；迭代译码算法为并行算法，硬件实现时延远远小于Turbo码；LDPC码本身有抗突发错误特性，不需引入交织器，避免了可能带来的时延。

LDPC码优异的译码性能使其具有良好的应用前景，在很多领域可以代替Turbo码，已被列入未来移动通信系统的关键技术。以LDPC码作为内码，BCH码作为外码的级联码的方案已被下一代卫星数字视频广播标准DVB-S2采纳。在我国，由广电总局提出的采用LDPC码作为信道编码技术的Timi方案，也被列入我国地面数字传输标准建设备选方案中。LDPC码还在深空通信、光纤通信、卫星数字视频和声频广播、磁/光全信息存储、移动和固定无线通信、数字图像水印、电缆调制/解调和数字用户线(DSL)等领域中得到了广泛应用。

在硬件实现上，LDPC码可以采用DSP及FPGA来实现高速译码，许多公司也在积极开发相应的译码芯片。

当需要自主设计基于LDPC的编码电路时，必须结合LDPC码本身的设计和处理要求来考虑相应的硬件设计。LDPC是一种线性分组码，其校验矩阵只含有很少量的1，其余元素均为0，即其校验矩阵H是稀疏矩阵。LDPC码的编码算法的设计以校验矩阵的设计为核心考虑，编码算法本身直接决定了对于处理芯片硬件资源的消耗。

设LDPC码的码长为N，校验矩阵每列包含j个1，每行包含k个1，则该码称为规则LDPC码，记作(N,j,k)，其中k称为行重，j称为列重。校验矩阵H对应的Tanner图中的环也称为H的环。研究表明，好的LDPC码应避免校验矩阵中含有短环，特别是长度为四的环。

目前，LDPC码的编码中，最常用的是准循环方法(QC方法)，除此之外，还有有限几何码（EG,PG）等。其中IEEE802.16e标准，DVB-S2标准，CCSDS标准，GB20600标准中的LDPC码编码的方法均采用了QC方法。对于QC方法而言，其大大的节约了存储空间，但通常QC方法引入双对角矩阵时性能不佳，所以不能简单的迭代编码，从而无法降低编码的复杂性，对处理芯片的主频要求较高，因而降功耗比较困难。而且QC方法对于索引矩阵很敏感，通常需要较大阶数的索引矩阵，从而使得其设计也较为困难。

因此，给出一种容易设计且编码复杂度低、对处理芯片主频依赖度低且性能佳的LDPC编码方法具有很大的应用价值。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种用于生成LDPC码校验矩阵的方法，以及基于上述校验矩阵的LDPC码编码方法，采用这两种校验矩阵生成的LDPC码进行编码，性能好、计算复杂度低，存储空间小，而且很容易设计，能够较广泛的在实际中应用。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种用于生成LDPC码校验矩阵的方法，设码长为N=k2m，码率则行重为k、列重为j的规则校验矩阵H的构造方法如下：

首先设计索引矩阵A为：