LDPC码的编码方法技术

一种LDPC码的编码方法，包括初始化校验部分所对应的各校验比特；依照循环子阵的大小将LDPC矩阵中的信息比特进行分组得到多个信息比特组；基于预设码表，将各个信息比特组中的第一个信息比特和其他信息比特依照不同的累加方式对所有校验比特进行处理；针对属于第一校验部分的校验比特依照第一处理方式进行处理以得到编码后的第一校验部分；再将编码后的第一校验部分按照循环子阵的大小进行分组得到多个校验比特组，将各个校验比特组中的第一个校验比特和其他校验比特依照不同的累加方式对第二校验部分进行处理，以此组成编码后的校验部分。本技术方案提出的低码率的码字具有比现有标准中的同码率码字更接近香浓限的性能。

【技术实现步骤摘要】
LDPC码的编码方法本申请是原案的分案申请，原案的申请号201410458597.4，申请日2014年9月10日，专利技术创造名称“LDPC码的编码方法”。
本专利技术涉及编码方法领域，特别涉及一种LDPC码的编码方法。
技术介绍
低密度奇偶校验码字(LowdensityParityCheck,LDPC)根据其结构主要可以分为两类，一类是随机的码字，最经典的当属MacKay码，他还有专门的网页给出他的各种码字(MacKay1999)(Richardson2001)(Luby2001)(RichardsonandUrbanke2001)；另外一类是基于代数组合结构(Combinatorial)来设计的码字。随机码字能够非常好的逼近香农极限，但是由于‘1’分布的随机性，导致编码器的设计和译码器的设计并不具有并行或者规律性可遵循，所以不适合需要具备一定吞吐量系统，因此也就没有被广泛应用了。而基于结构化的LDPC码字的出现很好的解决了这方面的问题，这其中，有一类基于有限域(FiniteGeometry)设计的码字具有很好的性能(Y.KouandS.Lin2001)，但是这类码字的缺点是由于其H矩阵密度比较高(大的行重列重)，所以当使用基于置信传播的一类算法时，复杂度非常高。而另一类准循环码字(Quasi-cyclicLDPC,QC-LDPC)是一类非常重要的基于代数组合构造的码字。QC-LDPC码字主要的构造是基于准循环的单位子矩阵。(J.L.Fan2000)(R.M.Tanner2001)(R.M.Tanner2001)(T.Okamura2003)(R.M.Tanner2004)这种准循环的单位子矩阵结构非常适合实现并行操作的硬件，比如译码实现并行度大、进而高吞吐率的译码器。传统的这种QC-LDPC码字尽管适合并行度高的译码器实现，提高了吞吐率，但是通过逆向方法得到了QC结构的生成矩阵可能并不稀疏，或者就算稀疏，其用生成矩阵来编码得到校验比特并不是显然的，要通过求线性方程组来获得，因此传统的QC-LDPC码字的编码器还是相对复杂的。为了解决这个问题，学者Zhang和Ryan首先提出的结构化的重复累积码(StructuredIrregularRepeatAccumulatorcode，S-IRA)LDPC码字(ZhangandRyan2006)，该结构在适合高并行译码器的实现的同时，可以以非常简便高效的方法来完成编码。该种码字结构有如下特点，信息比特所对应的矩阵部分由准循环子矩阵组成，而校验比特所对应的矩阵部分是由双对角阵组成的。目前S-IRA码字已经被广泛应用在各大通信标准中，主要包括，欧洲第二代数字广播电视传输标准DVB系列(ETSI,2006,DVBT22009,DVB-C22009,DVB-NGH2012)；IEEE802.11n无线局域网标准(IEEE802.11n2009)；IEEE802.11e无线广域网标准(IEEE802.16e2006)；中国数字电视地面传输标准(DTTB)(GB20600-2006)；移动多媒体广播(CMMB2006)；北美CCSDS的近地深空通信系统(CCSDS2007)；以及一些磁盘存储设备的标准等等。分析现在最新标准中所采用的结构化的重复累加码，我们发现在中高码率，该种类的LDPC码字可以借助于密度进化理论或者外信息图(EXIT)来设计，并展现出逼近香浓限的性能。但是在低码率，比如1/5，1/4，1/3，1/2等码率，采用结构化的重复累加结构并不能很好的逼近香浓限。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术中，采用结构化的重复累加结构并不能很好的逼近香浓限。为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种LDPC码的编码方法，包括如下步骤：基于信源编码后的比特流得到LDPC矩阵中的信息比特，并设定所述LDPC矩阵中校验部分的大小以及循环子阵的大小；其中，所述校验部分包括第一校验部分和第二校验部分；初始化所述校验部分所对应的各校验比特；依照所述循环子阵的大小将所述信息比特进行分组以得到多个信息比特组，其中每个信息比特组对应预设码表中的一行校验比特地址；将各个信息比特组中的第一个信息比特与预设码表中对应的一行校验比特地址依照第一累加方式对校验比特进行处理，并将各个信息比特组中的其他信息比特根据对应的校验比特地址依照第二累加方式对校验比特进行处理，以得到经过累加处理后的校验部分；针对经过累加处理后的校验部分中属于第一校验部分的校验比特依照第一处理方式进行处理，以得到编码后的第一校验部分；将编码后的第一校验部分按照循环子阵的大小进行分组，以得到多个校验比特组，其中每个校验比特组对应预设码表中属于所述第二校验部分的一行校验比特地址；将各个校验比特组中的第一个校验比特与预设码表中属于所述第二校验部分的一行校验比特地址依照第一累加方式对第二校验部分进行处理，并将各个校验比特组中的其他校验比特对第二校验部分的该行校验比特地址依照第二累加方式对该第二校验部分进行处理，以得到编码后的第二校验部分；基于所述编码后的第一校验部分和编码后的第二校验部分组成编码后的校验部分。可选的，所述信息比特的个数为K、所述循环子阵的大小为q*q；所述依照所述循环子阵的大小将所述信息比特进行分组以得到多个信息比特组包括：设置所述信息比特为I＝(λ0,λ1,...,λK-1)；将所述信息比特按顺序以q个比特为一组进行分组以得到多个信息比特组。可选的，所述将各个信息比特组中的第一个信息比特与预设码表中对应的一行校验比特地址依照第一累加方式对校验比特进行处理包括：依序将每个信息比特组中的第一个信息比特分别对预设码表中对应行数字为地址的校验比特进行模2累加处理。可选的，所述将各个校验比特组中的第一个校验比特与预设码表中属于所述第二校验部分的一行校验比特地址依照第一累加方式对第二校验部分进行处理包括：依序将每个校验比特组中的第一个校验比特分别对预设码表中对应行数字为地址的属于第二校验部分的校验比特进行模2累加处理。可选的，所述将各个信息比特组中的其他信息比特与预设码表依照第二累加方式进行处理包括：将每个信息比特组中的其他信息比特分别对按照y1为地址的校验比特进行累加处理，其中，y1的表达式为：其中，x1是指与每个信息比特组中第一个信息比特相关的校验比特对应的地址、Q1为第一校验的大小与循环矩阵的大小的比值、Q2为第二校验部分的大小与循环矩阵的大小的比值、M1表示第一校验部分的校验比特的数目、M2表示第二校验部分的校验比特的数目、i表示信息比特组中除了第一个信息比特之外的信息比特的序号，序号的数值范围为1到(q-1)之间。可选的，所述将各个校验比特组中的其他校验比特根据对应的校验比特地址依照第二累加方式对第二校验部分进行处理包括：将每个校验比特组中的其他校验比特分别对按照y2为地址的校验比特进行累加处理，其中，y2的表达式为：其中，x2是指与每个校验比特组中第一个校验比特相关的校验比特对应的地址、Q1为第一校验部分的大小与循环矩阵的大小的比值、Q2为第二校验部分的大小与循环矩阵的大小的比值、M1表示第一校验部分的校验比特的数目(大小)、M2表示第二校验部分的校验比特的数目(大小)、i表示每个校验比特组中除了第一个校验比特(序号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LDPC码的编码方法，其特征在于，包括如下步骤：基于信源编码后的比特流得到LDPC矩阵中的信息比特，并设定所述LDPC矩阵中校验部分的大小以及循环子阵的大小，其中，所述校验部分包括第一校验部分和第二校验部分；初始化所述校验部分所对应的各校验比特；依照所述循环子阵的大小将所述信息比特进行分组以得到多个信息比特组，其中每个信息比特组对应预设码表中的一行校验比特地址；依照所述多个信息比特组和预设码表对校验比特进行处理，以得到编码后的第一校验部分，并依照所述编码后的第一校验部分和预设码表对第二校验部分进行处理，以得到编码后的第二校验部分；以及基于所述编码后的第一校验部分和所述编码后的第二校验部分组成编码后的校验部分。

【技术特征摘要】
1.一种LDPC码的编码方法，其特征在于，包括如下步骤：基于信源编码后的比特流得到LDPC矩阵中的信息比特，并设定所述LDPC矩阵中校验部分的大小以及循环子阵的大小，其中，所述校验部分包括第一校验部分和第二校验部分；初始化所述校验部分所对应的各校验比特；依照所述循环子阵的大小将所述信息比特进行分组以得到多个信息比特组，其中每个信息比特组对应预设码表中的一行校验比特地址；依照所述多个信息比特组和预设码表对校验比特进行处理，以得到编码后的第一校验部分，并依照所述编码后的第一校验部分和预设码表对第二校验部分进行处理，以得到编码后的第二校验部分；以及基于所述编码后的第一校验部分和所述编码后的第二校验部分组成编码后的校验部分。2.如权利要求1所述的LDPC码的编码方法，其特征在于，所述依照所述多个信息比特组和预设码表对校验比特进行处理，以得到编码后的第一校验部分的步骤包括：将各个信息比特组中的第一个信息比特与预设码表中对应的一行校验比特地址依照第一累加方式对校验比特进行处理，并将各个信息比特组中的其他信息比特根据对应的校验比特地址依照第二累加方式对校验比特进行处理，以得到经过累加处理后的校验部分；以及针对经过累加处理后的校验部分中属于第一校验部分的校验比特依照第一处理方式进行处理，以得到编码后的第一校验部分。3.如权利要求2所述的LDPC码的编码方法，其特征在于，所述依照所述编码后的第一校验部分和预设码表对第二校验部分进行处理，以得到编码后的第二校验部分的步骤包括：将编码后的第一校验部分按照循环子阵的大小进行分组，以得到多个校验比特组，其中每个校验比特组对应预设码表中属于所述第二校验部分的一行校验比特地址；以及将各个校验比特组中的第一个校验比特与预设码表中属于所述第二校验部分的一行校验比特地址依照第一累加方式对第二校验部分进行处理，并将各个校验比特组中的其他校验比特对第二校验部分的该行校验比特地址依照第二累加方式对该第二校验部分进行处理，以得到编码后的第二校验部分。4.如权利要求1所述的LDPC码的编码方法，其特征在于，所述信息比特的个数为K、所述循环子阵的大小为q*q；所述依照所述循环子阵的大小将所述信息比特进行分组以得到多个信息比特组的步骤包括：设置所述信息比特为I＝(λ0,λ1,...,λK-1)；以及将所述信息比特按顺序以q个比特为一组进行分组，以得到多个信息比特组。5.如权利要求2所述的LDPC码的编码方法，其特征在于，所述将各个信息比特组中的第一个信息比特与预设码表中对应的一行校验比特地址依照第一累加方式对校验比特进行处理的步骤包括：依序将每个信息比特组中的第一个信息比特分别对预设码表中对应行数字为地址的校验比特进行模2累加处理。6.如权利要求3所述的LDPC码的编码方法，其特征在于，所述将各个校验比特组中的第一个校验比特与预设码表中属于所述第二校验部分的一行校验比特地址依...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文军，徐胤，史毅俊，郭序峰，何大治，管云峰，
申请(专利权)人：上海数字电视国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31