[发明专利]LDPC码校验矩阵的构造方法

说明书

本发明涉及5G信道编码技术，特别涉及LDPC码校验矩阵的构造方法，用于提高系统传输性能。该方法为：生成低码率部分的行重满足预设范围的基模图，再基于指定的码率及所述基模图确定需使用的部分基模图，以及采用基于扩展因子确定的循环置换矩阵，对所述部分基模图中的非0元素对应的循环系数进行扩展得到相应的的校验矩阵。这样，便通过在设计的基模图中限定低码率部分的行重，保证了根据基模图对应的循环系数获得的校验矩阵在应用过程中的传输性能。这种设计方案简单易实现，不会增加存储复杂度也不会增加后续的运维成本，同时，又能在信息传输过程中，有效地支持多种码率以及支持信息比特长度，从而在最大限度上提高系统传输性能。

技术领域

本申请涉及5G信道编码技术，特别涉及LDPC码校验矩阵的构造方法。

背景技术

目前，随着第四代移动通信技术(the 4th Generation mobile communicationtechnology，4G)进入规模商用阶段，面向未来的第五代移动通信技术(the 5thGeneration mobile communication technology，5G)已成为全球研发的热点。

5G新空口(New radio，NR)设计中，增强移动宽带业务(enhanced MobileBroadband，eMBB)场景的数据信道决定采用低密度校验(Low Density Parity CheckCode，LDPC)码代替原长期演进(Long Term Evolution，LTE)采用的Turbo码。

5G新空口定义了三种典型应用场景：增强移动宽带业务(eMBB，enhanced MobileBroadband),大规模机器通信(massive Machine Type Communications，mMTC)和低时延高可靠通信(Ultra-Reliable and Low Latency Communications，URLLC)。LDPC码已被遴选为5G eMBB场景中数据信道的编码方案。

针对5G eMBB场景中LDPC码的设计，当前第三代合作伙伴计划(3GPP)已经达成了很多重要共识。

首先5G LDPC码要求采用准循环LDPC码。准循环LDPC码的校验矩阵H通常可以表示为如下阵列：

其中，每个矩阵A_i,j都是大小为Z×Z的循环矩阵。对于这种LDPC码，这些循环矩阵必须是稀疏的。事实上，重量为1的循环矩阵最为常见，也就是说，循环矩阵中的每行或每列只有一个非零元素。如果将校验矩阵H的行数和列数分别记为M＝ρZ和N＝cZ的话，待传输的信息序列分组长度则为K＝N-M。发送端需要用校验矩阵对待传输的信息序列分组进行编码，而接收端也需要基于校验矩阵进行译码。准循环LDPC码的设计过程涉及三个重要概念：循环置换矩阵(Circular permutation matrix，CPM)、基模图(Base graph)和基矩阵。

准循环LDPC码的构造方法有很多种。2003年提出的一种构造准循环LDPC码的方法为：首先构造一个大小为ρ×c的基矩阵B，例如：

准循环LDPC码的基模图是与基矩阵大小相同的矩阵，元素非0即1的：“1”表示基矩阵相应位置的移位值不等于-1；“0”则表示基矩阵相应位置的移位值为-1。例如，上述例子中基矩阵的基模图为：

然后，将基矩阵B中的每个非“-1”元素扩展成大小为Z×Z的循环置换矩阵，将“-1”元素则扩展成大小为Z×Z的全零矩阵。假设采用Pⁱ表示一个Z×Z的循环置换矩阵，也称为基矩阵的子循环矩阵，i则称为Pⁱ的移位值。例如：

以Z＝8为例：