[发明专利]基于渐进提升构造的多码长QC-SC-LDPC码构造方法和装置

说明书

本发明提出一种基于渐进提升构造的多码长QC‑SC‑LDPC码构造方法和装置，其中，方法包括：构造提升因子Z₀嵌套的提升因子集合得到待搜索的子码提升矩阵及其嵌套矩阵的集合得到性能评估后的候选子码提升矩阵及其嵌套矩阵集合对性能评估后的候选子码提升矩阵及其嵌套矩阵集合进行渐进提升构造，得到待搜索的子码提升矩阵及其嵌套矩阵的集合，得到性能评估后的候选子码提升矩阵及其嵌套矩阵集合根据最后的候选子码提升矩阵及其嵌套矩阵集合得到目标多码长QC‑SC‑LDPC码。由此，相比传统方法大幅提高了相同搜索空间大小下的好码概率，实现多码长兼容QC‑SC‑LDPC码的高效搜索。

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，尤其涉及一种基于渐进提升构造的多码长QC-SC-LDPC码构造方法和装置。

背景技术

R.G.Gallager于20世纪60年代发明了低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check，LDPC)码。在数字通信系统中，LDPC码因其接近香农极限的译码性能以及与码长成线性关系的低复杂度置信度传播(Belief Propagation,BP)迭代译码算法，作为一种差错控制(Error Control)码被广泛应用，实现数字信息的高效可靠传输。

空间耦合(Spatially-Coupled，SC-)LDPC码是一种特殊的具有空间耦合特征的LDPC码。得益于门限饱和效应，在渐近意义下，SC-LDPC码被证明具有通用特性，即，在几乎所有信道下都具有一致逼近信道容量的能力。因此，相比于针对特定信道条件或接收机类型优化的传统LDPC码及其编码调制方案，在数字通信系统中，SC-LDPC码及其编码调制方案具有更强的应对场景灵活多变的能力。

准循环(Quasi-cyclic,QC-)LDPC码的准循环结构是一种设计简单、描述方便、实现灵活的传统LDPC码结构，该结构也常被用于SC-LDPC码，得到便于描述、编解码和硬件实现的QC-SC-LDPC码。

LDPC码构造的一种经典算法为渐进边生长(Progressive Edge Growth,PEG)算法，传统PEG算法根据给定度分布的约束，依次构造校验矩阵H的每个元素，或者构造QC-LDPC码的基矩阵B的每个元素，其中，非零元素即为边；QC-LDPC码的构造包括基矩阵构造和提升参数设计两部分，其中，在基矩阵B给定条件下进行提升参数设计通常采用cPEG(cyclic PEG)算法，即通过PEG依次渐进准循环提升基矩阵B的每个非零元素。

PEG/cPEG算法均需要设置相应的评估准则，根据评估准则在PEG/cPEG算法的每一步搜索中设定相应的评估条件，根据评估条件对PEG/cPEG的每一步搜索结果进行筛选并用于下一步搜索，最终得到满足评估条件的渐进搜索后的候选码集合。之后对渐进搜索后的候选码集合中的所有码进行进一步的性能评估或进一步采用差分进化算法改进，得到性能评估后的候选码集合，性能评估后的候选码集合中的码即为LDPC码的构造结果，可用于进一步筛选。

环分布直接影响LDPC码的译码性能，使得采用置信度算法的译码性能劣于最优的MAP或ML译码性能，因此一类传统评估准则是基于对LDPC码环分布的一般分析结果。具体地，短环的分布显著地影响LDPC码的译码性能，因此传统评估准则设置的评估条件是预设环长分布条件，具体为优化最短环长，使最短环长最大化和短环数目最小化。