准循环低密度奇偶校验编码方法及装置制造方法及图纸

技术编号:18429370 阅读:6 留言:0更新日期:2018-07-12 02:43
本发明专利技术实施例公开了一种准循环低密度奇偶校验(LPDC)编码方法及装置,方法包括:基于一个基础矩阵和一个扩展因子值,对待编码信息进行准循环LDPC编码,得到LDPC编码输出序列;其中,所述基础矩阵中包括:第一类元素和第二类元素;所述基础矩阵中包括至少一个子矩阵;所述子矩阵的第i行的行重为g0,所述g0的取值位于预设范围内的正整数;所述子矩阵的第j行的行重不小于g0与Δg的和,其中,所述j不等于所述i;所述i和j均是所述子矩阵的行索引号,所述Δg是大于预设值的正整数,所述行重为所述子矩阵对应行所述第二类元素的个数;从所述LDPC编码输出序列中选出速率匹配输出序列。

【技术实现步骤摘要】
准循环低密度奇偶校验编码方法及装置
本专利技术涉及通信
,尤其涉及一种准循环低密度奇偶校验(LowDensityParityCheck,LDPC)编码方法及装置。
技术介绍
图1是根据相关技术的数字通信系统的结构框图。如图1所示,数字通信系统中一般包括三个部分:发送端、信道和接收端。发送端可对信息序列进行信道编码从而获取编码码字,对编码码字进行交织,并将交织后的比特映射成调制符号,然后可以根据通信信道信息来处理和发送调制符号。在信道中,由于多径、移动等因素导致特定的信道响应,这些都会使数据传输失真,同时由于噪声和干扰也会进一步恶化数据传输。接收端接收通过信道后的调制符号数据,此时的调制符号数据已经失真,需要进行特定处理才能恢复原始信息序列。根据发送端对信息序列的编码方法,接收端可以对接收数据进行相应处理从而可靠地恢复原始信息序列。所述的编码方法必须是收发两端都是可见的。一般地,所述编码处理方法是基于前向纠错(ForwardErrorCorrection,FEC)编码,其中,前向纠错编码在信息序列中添加一些冗余信息。接收端可以利用该冗余信息来可靠地恢复原始信息序列。在发送端,需要对待传输的传输块进行码块分割获得多份小传输块,然后对多份小传输块分别进行FEC编码,所述待传输的传输块长度简称为TBS是TransportBlockSize的缩写。FEC编码码率一般定义为进入编码器的比特数目比上实际传输比特的比值。在长期演进(LongTermEvolution,LTE)系统中,非常灵活的传输块大小可以支持LTE系统的各种包长度需求,以及采用调制编码方案(ModulationandCodingScheme,MCS)索引来指示不同调制阶数和编码码率R以及确定TBS索引,以及根据资源块(ResourceBlock,RB)数目(NumberofResourceBlock,NRB)和传输块大小(TBS)索引来确定在不同的传输块大小,所述资源块大小是连续大小为12子载波在1个时隙上的资源,其中去除一些控制信号和参考信号所剩下的资源。信道类型中可以包括数据信道和控制信道。数据信道一般承载的是用户数据。控制信道承载控制信息,包括MCS索引号、信道信息等控制类信息。带宽尺寸一般是指系统分配给数据传输所占用的带宽宽度,LTE系统中分为20M、10M、5M等带宽。数据传输方向包括上行数据和下行数据,所述上行数据一般是指用户向基站传输数据,下行数据是指基站向用户传输数据。一些常见的FEC编码包括:卷积码、Turbo码和低密度奇偶校验(LowDensityParityCheck,LDPC)码。FEC编码过程中,对比特数目为k的信息序列进行FEC编码获得n比特的FEC编码码字(冗余比特为n-k),FEC编码码率为k/n。LDPC码是一种可以用非常稀疏的奇偶校验矩阵或者二分图定义的线性分组码,正是利用它的校验矩阵的稀疏性,才能实现低复杂度的编译码,从而使得LDPC走向实用化。经过各种实践和理论证明,LDPC码是在加性高斯白噪声(AdditiveWhiteGaussianNoise,AWGN)信道下性能最为优良的信道编码,性能非常靠近香农极限。在通信协议IEEE802.11ac、IEEE802.11ad、IEEE802.11aj、IEEE802.16e、IEEE802.11n、微波通信以及光纤通信等通信协议中,LDPC码都获得大量应用。LDPC码的奇偶校验矩阵中,每一行都是一个奇偶校验码,每一行中如果某一索引位置元素值等于1则说明该比特参与到该奇偶校验码,如果等于0,则说明该位置比特不参与该奇偶校验码。而准循环LDPC码(quasi-cyclicLDPC)的奇偶校验矩阵H为mb×Z行和nb×Z列的矩阵。即H是由mb×nb个子矩阵构成,每个子矩阵都是为Z×Z的基本置换矩阵的不同幂次,也可以认为是大小为Z×Z单位阵的循环移位若干值所获得的子矩阵。此时,只要知道循环移位值以及子矩阵维度就可以确定一个准循环LDPC码,所述的所有移位值构成一个mb×nb矩阵,可以称为基础矩阵或者基础校验矩阵或者原模图(basephotograph)。但是现有技术中的在进行LDPC编码时,总是很难在保证编码灵活性的情况下,确保编码性能,特别是在高码率下的性能。这里额编码灵活性值的是支持的编码码率和编码长度的可选择性。编码性能包括编码的正确性等。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术实施例期望提供一种准循环LDPC编码方法及装置,以解决上述问题。为达到上述目的,本专利技术的技术方案是这样实现的:本专利技术实施例第一方面提供一种准循环低密度奇偶校验LPDC编码方法,包括:基于一个基础矩阵和一个扩展因子值,对待编码信息进行准循环LDPC编码,得到LDPC编码输出序列;其中,所述基础矩阵中包括:第一类元素和第二类元素;所述基础矩阵中包括至少一个子矩阵;所述子矩阵的第i行的行重为g0,所述g0的取值位于预设范围内;所述子矩阵的第j行的行重不小于g0与Δg的和,其中,所述j不等于所述i;所述i和j均是所述子矩阵的行索引号,所述Δg是大于预设值的正整数,所述行重为所述子矩阵对应行所述第二类元素的个数;从所述LDPC编码输出序列中选出速率匹配输出序列。本专利技术实施例第二方面提供一种准循环低密度奇偶校验LPDC编码装置,包括:编码单元,用于基于一个基础矩阵和一个扩展因子值,对待编码信息进行准循环LDPC编码,得到LDPC编码输出序列;其中,所述基础矩阵中包括:第一类元素和第二类元素;所述基础矩阵中包括至少一个子矩阵;所述子矩阵的第i行的行重为g0,所述g0的取值位于预设范围内;所述子矩阵的第j行的行重不小于g0与Δg之和,其中,所述j不等于所述i;所述i和j均是所述子矩阵的行索引号,所述Δg是大于预设值的正整数,所述行重为所述子矩阵对应行所述第二类元素的个数;速率匹配单元,用于从所述LDPC编码输出序列中选出速率匹配输出序列。本专利技术实施例提供的一种准循环LDPC编码方法及装置,用于进行编码的基础矩阵为特别设定的矩阵,该基础矩阵至少包括一个子矩阵;所述子矩阵列行数差小于或等于所述基础矩阵的列行数差,且所述子矩阵和所述基础矩阵的列数均大于行数;所述子矩阵的最小行重为g0,所述g0的取值位于预设范围内;子矩阵的其他行重都不小于g0与Δg的和;所述行重为所述子矩阵一行元素中替换非第二类元素的个数。利用这种基础矩阵进行编码的时候,因为最小行重为g0,则表示该子矩阵的所有行重都不小于g0与Δg的和,这样的行重分布会使得高译码率和低译码率都有较好的译码性能,从而在确保灵活性的前提下,确保译性能。附图说明图1是根据相关技术的数字通信系统的结构框图;图2是本专利技术实施例提供的一种准循环LDPC编码方法的流程示意图;图3是本专利技术实施例提供的一种基础矩阵及子矩阵的示意图;图4是本专利技术实施例提供的一种准循环LDPC编码装置的结构示意图;图5是本专利技术实施例提供第一种准循环LDPC编码的基础矩阵的示例图;图6是本专利技术实施例提供的第二种基础矩阵的示例图图7是本专利技术实施例的一种准循环LDPC编码的性能示意图;图8是本专利技术实施例提供的第三种基础矩阵的示例图;图9是根据本专利技术示例的一种基础矩阵对比示例2图10是本专利技术实施例提供的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种准循环低密度奇偶校验LPDC编码方法,其特征在于,包括:基于一个基础矩阵和一个扩展因子值,对待编码信息进行准循环LDPC编码,得到LDPC编码输出序列;其中,所述基础矩阵中包括:第一类元素和第二类元素;所述基础矩阵中包括至少一个子矩阵;所述子矩阵的第i行的行重为g0,所述g0的取值位于预设范围内的正整数;所述子矩阵的第j行的行重不小于g0与Δg的和,其中,所述j不等于所述i;所述i和j均是所述子矩阵的行索引号,所述Δg是大于预设值的正整数,所述行重为所述子矩阵对应行所述第二类元素的个数;从所述LDPC编码输出序列中选出速率匹配输出序列。

【技术特征摘要】
1.一种准循环低密度奇偶校验LPDC编码方法,其特征在于,包括:基于一个基础矩阵和一个扩展因子值,对待编码信息进行准循环LDPC编码,得到LDPC编码输出序列;其中,所述基础矩阵中包括:第一类元素和第二类元素;所述基础矩阵中包括至少一个子矩阵;所述子矩阵的第i行的行重为g0,所述g0的取值位于预设范围内的正整数;所述子矩阵的第j行的行重不小于g0与Δg的和,其中,所述j不等于所述i;所述i和j均是所述子矩阵的行索引号,所述Δg是大于预设值的正整数,所述行重为所述子矩阵对应行所述第二类元素的个数;从所述LDPC编码输出序列中选出速率匹配输出序列。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述子矩阵为mb0行nb0列的矩阵,所述i等于0,且所述子矩阵为:其中,所述A为mb0行(nb0-mb0)列的矩阵,所述B是1行1列的矩阵,所述C是(mb0-1)行1列的矩阵,所述D是1行(mb0-1)列的矩阵,所述E是(mb0-1)行(mb0-1)列的矩阵;所述A中首行的行重最小且首行的行重等于g0-1;所述B中包括1个所述第二类元素;所述C包括(mb0-1)个所述第一类元素;所述D包括:(mb0-1)个所述第一类元素;所述E是下三角结构或者双对角结构。3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述子矩阵为mb1行nb1列的矩阵,所述i等于(mb1-1),且所述子矩阵为:其中,所述A0是(mb1-1)行(nb1-mb1)列的矩阵,所述A1是(mb1-1)行(mb1-1)列的矩阵,所述A2是(mb1-1)行1列的矩阵,所述A3是1行nb1列的矩阵。4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述A1是下三角结构。5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述A1是双对角结构,且所述mb1等于以下整数之一:3、4、5。6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述A3的最后一个元素为所述第二类元素。7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述子矩阵为:[B0B1],其中,所述B0为mb2行kb2列的矩阵,所述B1是mb2行mb2列的矩阵,所述B1是双对角结构;其中,mb2是所述子矩阵的行数,nb2是所述子矩阵的列数,kb2=nb2–mb2。8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述矩阵B1中最大行重所在行的元素在所述基础矩阵中的行索引号等于所述i。9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述i等于0,且所述子矩阵为:其中,所述C0为1行nb3列的矩阵,所述C1是(mb3-1)行(kb3+1)列的矩阵,所述C2是(mb3-1)行(mb3-1)列的矩阵;所述C2是下三角结构或者双对角结构;其中,所述mb3是所述子矩阵的行数,所述nb3是所述子矩阵的列数,kb3=nb3–mb3。10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基础矩阵为mb行nb列的矩阵,所述基础矩阵为[D0D1],其中,所述D0是mb行kb列的矩阵,所述D1是mb行mb列的矩阵;所述D1中第i行的所有第二类元素在所述基础矩阵中第i行的的列索引号形成集合Cset;所述LDPC编码输出序列包括:nb个比特块;所述nb个比特块包括:比特块索引号为0至(kb-1)的kb个系统比特块和比特块索引号为kb至(nb-1)的mb个校验比特块;所述从所述LDPC编码输出序列中,选出速率匹配输出序列,包括:对所述LDPC编码输出序列按预设交织序列进行交织,获得交织后输出序列,其中,所述预设交织序序列的第kb至第(kb+t-1)个元素等于所述集合Cset中的元素值;所述预设交织序列包括的元素数目小于或等于所述nb;所述t是所述集合Cset的元素数目;对完成交织后的所述交织后输出序列进行选择,获得所述速率匹配输出序列。11.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基础矩阵为mb行nb列的矩阵,所述基础矩阵为[D0D1],其中,所述D0是mb行kb列的矩阵,所述D1是mb行mb列的矩阵;所述D1中第i行的所有第二类元素在所述基础矩阵中第i行的的列索引号形成集合Cset;所述基于一个基础矩阵和一个扩展因子值,对待编码信息进行准循环LDPC编码,得到LDPC编码输出序列,包括:对所述基础矩阵进行矩阵的行列移位,获得修正后的基础矩阵,其中,所述修正后的基础矩阵的第kb列至第(kb+t-1)列等于所述集合Cset中所有元素指示所述基础矩阵中的列;所述修正后的基础矩阵的第(kb+t)列至第(kb+t1-1)列等于集合Cset’中所有元素指示所述基础矩阵的列,其中,所述集合Cset’是集合{kb,kb+1,…,(kb+t1-1)}与所述集合Cset的差集,t1是所述集合Cset中的最大元素值减去(nb-mb)获得的数值,所述t是所述集合Cset的元素数目;采用所述修正后的基础矩阵对待编码信息序列进行准循环LDPC编码。12.如权利要求1至11任一项所述的方法,其特征在于,所述子矩阵中元素在所述基础矩阵中的行索引号形成集合Rset0,所述子矩阵中元素在所述基础矩阵中的列索引号形成集合Cset0;其中,所述行索引号和所述列索引号连续分布。13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述集合Rset0为0到(mb’-1)构成的集合,所述集合Cset0为0到(nb’-1)构成的集合,其中,mb’是所述集合Rset0的元素数目,nb’是所述集合Cset0的元素数目。14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述从所述LDPC编码输出序列中选出速率匹配输出序列,包括:去除所述待编码信息序列的E个比特块,基于所述待编码信息序列中的剩余编码信息序列确定出所述速率匹配输出序列;其中,所述E个比特块对应于所述基础矩阵的列索引号构成集合T0;所述子矩阵中第i行中第二类元素的列索引号构成集合T1;其中所述集合T0是所述集合T1的子集。15.如权利要求12所述的方法,其特征在于,mb4为所述子矩阵的行数;nb4为所述子矩阵的列数;所述mb4和所述nb4满足:(nb4-mb4)/nb4==R0,其中,所述R0是大于0.5且小于1的实数。16.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述子矩阵的列行数差等于所述基础矩阵的列行数差,且所述子矩阵的列数大于所述子矩阵的行数,所述基础矩阵的列数大于所述基础矩阵的行数。17.如权利要求1至11任一项所述的方法,其特征在于,所述g0的取值位于预设范围内,包括:所述g0是不大于5的正整数;所述预设值等于3或4。18.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基础矩阵中第二类元素的位置至少有预设比例的元素位置与参考矩阵中‘1’的位置相同,所述参考矩阵从以下矩阵中截取;所述参考矩阵截取以下矩阵的行索引号构成集合Set0,且所述参考矩阵截取以下矩阵的列索引号构成集合Set1;所述集合Set0包括的元素数目为mb,所述集合...

【专利技术属性】
技术研发人员:李立广徐俊许进
申请(专利权)人:中兴通讯股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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