專利名稱：一種適用于層間并行譯碼器的qc-ldpc碼構(gòu)造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種準(zhǔn)循環(huán)LDPC (QC-LDPC)碼的構(gòu)造方法，具體涉及適用于層間并行譯碼器規(guī)劃偏移量間距的準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼構(gòu)造方法，屬于通信工程差錯控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
信道編碼技術(shù)是提高通信系統(tǒng)可靠性的基本技術(shù)，其中LDPC碼作為一種誤碼性能優(yōu)良，便于工程實現(xiàn)的信道編碼方法，被廣泛用于現(xiàn)代通信系統(tǒng)，已經(jīng)被WiMAX，DVB-S2等通信標(biāo)準(zhǔn)所采納。隨著通信系統(tǒng)對傳輸速率要求的日益增長，信道編碼的高速譯碼成為迫切需求。因此LDPC高速譯碼算法和結(jié)構(gòu)得到了廣泛研究，同時更適于高速譯碼的碼集構(gòu)造算法也要得到相應(yīng)的發(fā)展。以實現(xiàn)高速譯碼為目標(biāo)的針對準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼(QC-LDPC)碼的譯碼算法及相關(guān)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計很多，其中分層譯碼算法的平均迭代次數(shù)可比傳統(tǒng)置信度傳播譯碼方式減少一半，能有效地提高譯碼速率，是近年來應(yīng)用研究的熱點。LDPC行分層譯碼一般采用最小和算法，其譯碼流程中的關(guān)鍵公式如下
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權(quán)利要求
1.一種適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構(gòu)造方法，其步驟如下 .1)初始化QC-LDPC碼校驗矩陣參數(shù)；根據(jù)并行行分層譯碼器電路要求設(shè)置延遲值r；設(shè)置QC-LDPC碼校驗矩陣H中循環(huán)偏移量基礎(chǔ)矩陣Hb的每一行的偏移量Roffset (i)； . 2)利用Block-PEG算法構(gòu)造QC-LDPC碼的循環(huán)偏移量基礎(chǔ)矩陣Hb，構(gòu)造所述H矩陣對應(yīng)的基礎(chǔ)校驗矩陣二分圖的連接及權(quán)重時，滿足條件同一變量節(jié)點與校驗節(jié)點的任意兩個連接之間的權(quán)重間距A不小于設(shè)置的延遲值，即滿足A彡r ; .3)根據(jù)構(gòu)造得到的循環(huán)偏移量基礎(chǔ)矩陣Hb，填充相應(yīng)偏移量的循環(huán)偏移單位矩陣和全.0矩陣，得到最終QC-LDPC碼的校驗矩陣H。
2.如權(quán)利要求I所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，步驟I)中需要初始化QC-LDPC校驗矩陣參數(shù)，包括初始化校驗矩陣H對應(yīng)的循環(huán)偏移量基礎(chǔ)矩陣Hb的列數(shù)即變量節(jié)點個數(shù)n，行數(shù)即校驗節(jié)點個數(shù)m及校驗矩陣維度分布函數(shù)；循環(huán)偏移單位矩陣(Block)的大小pxp ;用i和j分別表示基礎(chǔ)校驗矩陣的行號和列號，
3.如權(quán)利要求2所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，確定校驗矩陣維度分布函數(shù)，可利用密度推演方法或者EXIT圖方法。
4.如權(quán)利要求I所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述步驟2)利用Block-PEG算法構(gòu)造循環(huán)偏移量基礎(chǔ)矩陣Hb包含以下步驟 .2-1)初始化循環(huán)偏移量基礎(chǔ)矩陣Hb的二分圖，向所述基礎(chǔ)校驗矩陣的二分圖中添加m個沒有連接的校驗節(jié)點； .2-2)向二分圖中逐個添加變量節(jié)點，挑選校驗節(jié)點建立連接，并確定邊線權(quán)重，滿足條件同一變量節(jié)點與校驗節(jié)點的任意兩個連接之間的權(quán)重間距A滿足A > r ; .2-3)判斷是否所有變量節(jié)點被添進(jìn)二分圖，如果否，則返回2-2)，如果是，則進(jìn)入步驟.3)。
5.如權(quán)利要求I所述的規(guī)劃偏移量間距的QC-LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，滿足.2-2)所述與滿足A>r條件的目的校驗節(jié)點建立連接路徑包括以下步驟 .2-2-1)以當(dāng)前添加的變量節(jié)點j為根節(jié)點展開為二分圖； .2-2-2)計算當(dāng)前變量節(jié)點j相鄰各邊的權(quán)重與相應(yīng)的行移位量之和，形成SOfTset集合； .2-2-3)挑選出距離根節(jié)點j最遠(yuǎn)且維度最小的校驗節(jié)點，形成集合一，并計算集合一中校驗節(jié)點的所有可用偏移量； .2-2-4)求出上述集合一中校驗節(jié)點的所有可用偏移量與當(dāng)前校驗節(jié)點的行移位量之和，形成SOffsetR集合； .2-2-5)計算步驟2-2-4)中SOffsetR集合任一元素與步驟2_2_2)中SOffset集合所有元素之間的所有偏移量間距A ； .2-2-6)通過遍歷搜索求2-2-4)中SOffsetR集合中的一個元素,可用(i, k)表示,其中i表示集合一中的可用校驗節(jié)點i，k表示可用校驗節(jié)點的第k個可用偏移量，使得其與2-2-2)中的SOffset集合中的所有元素之間的偏移量間距A都大于等于設(shè)置的延遲值r，即滿足A^r ;如果SOffsetR中的所有元素都不能滿足上述條件，那么返回2-1)，重新開始構(gòu)造；如果SOffsetR中有多個值可用，則隨機選擇或選取使得A最大的值，進(jìn)入2-2-7)； 2-2-7)選擇校驗節(jié)點i建立與當(dāng)前根節(jié)點的連接，而邊線權(quán)重取為Pi (k)，表示校驗節(jié)點i的第k個可用偏移量，判斷根節(jié)點的維度是否滿足維度分布要求，若滿足則進(jìn)入步驟4);若不滿足則返回步驟2-2-1)繼續(xù)遍歷添加。
6.如權(quán)利要求5所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述步驟2-2-3)中計算集合一中校驗節(jié)點所有可用偏移量，依次遍歷根節(jié)點到集合一中校驗節(jié)點的所有路徑，計算路徑權(quán)重累計值其中2L是路徑環(huán)長，p(ik, jk)是路徑上的邊線權(quán)重值；按照隨機原則或者環(huán)長最大化原則獲得該校驗節(jié)點的所有可用偏移量。
7.如權(quán)利要求5所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述步驟 2-2-2)形成 SOffset (r) = [p (r, j)+ROffset (r) ]mod p 集合,其中 r G N(j),N(j)表示與當(dāng)前變量節(jié)點j相鄰的校驗節(jié)點集合，P (r, j)表示校驗節(jié)點r與變量節(jié)點j間的邊線權(quán)重，P > p(r, j)彡O。
8.如權(quán)利要求5所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述步驟2-2-4)中集合一中校驗節(jié)點的所有可用偏移量與當(dāng)前校驗節(jié)點的行移位量之和SOffsetR(i, k) = (Pi (k)+ROffset (i))mod p,其中 PiGO 表示校驗節(jié)點 i 的第 k 個可用的偏移量。
9.如權(quán)利要求5所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述偏移量間距為A (i, k, r) = min ( A 丨(i, k, r)，A2(i, k, r))其中， A1(Ijk1T) = (p + S0ffsetR(i, k) - SOffset (r) )mod p A 2 (i , k, r)=(p+S0ffset(r)-SOffsetR(i, k))mod p,
10.如權(quán)利要求2所述的適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，H矩陣維度分布函數(shù)可采用與Wimax碼形式相同的雙對角線結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于層間并行譯碼器的QC-LDPC碼構(gòu)造方法，1)初始化QC-LDPC碼校驗矩陣參數(shù)；根據(jù)并行行分層譯碼器電路要求設(shè)置延遲值Γ；設(shè)置QC-LDPC碼校驗矩陣H中循環(huán)偏移量基礎(chǔ)矩陣Hb的每一行的偏移量Roffset(i)；2)利用Block-PEG算法構(gòu)造QC-LDPC碼的循環(huán)偏移量基礎(chǔ)矩陣Hb，構(gòu)造所述H矩陣對應(yīng)的基礎(chǔ)校驗矩陣二分圖的連接及權(quán)重時，滿足條件同一變量節(jié)點與校驗節(jié)點的任意兩個連接之間的權(quán)重間距Δ不小于設(shè)置的延遲值，即滿足Δ≥Γ；3)根據(jù)構(gòu)造得到的循環(huán)偏移量基礎(chǔ)矩陣Hb，填充相應(yīng)偏移量的循環(huán)偏移單位矩陣和全0矩陣，得到最終QC-LDPC碼的校驗矩陣H。本發(fā)明方法基于PEG算法，在QC-LDPC碼設(shè)計過程中，規(guī)劃了校驗矩陣中每列的偏移量間距，保證所造碼能適用于全并行行分層譯碼器結(jié)構(gòu)。
文檔編號H03M13/11GK102723957SQ20121017027
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者吳建軍, 張建軍, 董明科, 鄭雅丹, 金野 申請人:北京大學(xué)