一种多进制LDPC码的构造方法及编码方法技术

本发明专利技术提供了一种多进制LDPC码的构造方法及编码方法，其中该方法包括：获取待编码数据，在有限域上构造奇偶校验矩阵H，H＝[H1 H2]m×n，其中H1是低密度矩阵，H2为m×m的满秩准对角矩阵，根据奇偶校验矩阵H构造优先校验向量根据优先校验向量计算多进制校验符号，采用多进制校验符号对待编码数据进行编码，得到码字c＝[M,p0,p1L pm-1]。由于本发明专利技术提供的方法不需要构造生成矩阵，直接通过构造奇偶校验矩阵就可得到所需码字，并且奇偶校验矩阵H为低密度矩阵，从而减少存储空间的开销，进而降低对硬件资源的消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息论及编码
，尤其涉及一种多进制LDPC码的构造方法及编码方法。 
技术介绍
低密度校验(Low Density Parity Check,LDPC)码是一种线性码，按照取值域分为：二进制LDPC码和多进制LDPC码，其中二进制LDPC码的取值域为有限域GF(2)，多进制LDPC码的取值域为有限域GF(q)(q＞2)，通常情况下，多进制LDPC码的性能优于二进制LDPC码，能够保证无线通信系统、全球卫星导航系统的传输数据在更恶劣的电磁环境下被可靠接收。 目前，从分组码的角度，无论是二进制LDPC码还是多进制LDPC码，它们所采用的传统编码算法都是由稀疏的校验矩阵H通过高斯消元得到生成矩阵G，然后由信息序列和生成矩阵相乘而得。 但是，传统的多进制LDPC码编码方法需要计算高密度的生成矩阵，即进行大量的有限域GF(q)(q＞2)符号计算,会增加存储空间的开销，从而需要大量消耗硬件资源。 
技术实现思路
本专利技术提供了一种多进制LDPC码的构造方法及编码方法，从而减少存储空间的开销，进而降低对硬件资源的消耗。 第一方面，本专利技术实施例提供一种多进制低密度校验LDPC码的编码方法，包括：获取待编码数据，在有限域GF(q)，(q＞2)上构造奇偶校验矩阵H，H＝[H1 H2]m×n，其中H1是低密度矩阵，H2为m×m的满秩准对角矩阵，根据所述奇偶校验矩阵H构造优先校验向量 h=h~1h~2,]]>根据所述优先校验向量h=h~1h~2]]>计算多进制校验符号pi， i＝0,1...m-1，采用所述多进制校验符号对所述待编码数据进行编码，得到码字c＝[M,p0,p1...pm-1]，其中，M表示所述待编码数据，m表示所述待编码数据的长度，n表示所述码字c的长度。 结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述H1＝[s0,s1,...sm-1]T，si＝[si,0,si,1,...,si,k-1]，i＝0,1...m-1，k＝n-m，所述H2为： 结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述根据所述奇偶校验矩阵H构造优先校验向量 h=h~1h~2,]]>包括：根据所述奇偶校验矩阵H的第一行，构造优先校验向量h=h~1h~2]]>为h＝[s0 h2]，其中h2＝[h00 0 0 ... h0,m-1]；依次通过所述奇偶校验矩阵的最后一行至第二行消去所述优先校验向量中的第m个非零元素至第二个非零元素，更新所述优先校验向量h，则 h~2=h~0000...0,]]>其中， h~00=h00+h10Πi=m-11hi,i-1h(i+1)m,i,]]>h~1=h~1Πi=m-11hi,i-1h(i+1)m,iS1=hm-1,m-1-1h0,m-1sm-1+hm-2,m-2-1hm-1,m-1-1h0,m-1hm-1,m-2sm-2+...+Πi=m-11hi,i-1h(i+1)m,is1+s0.]]>其中(i+1)m＝(i+1)mod m。 结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述根据所述优先校验向量h=h~1h~2]]>计算多进制校验符号pi，具体包括：根据chT＝0得到则根据cHT＝0得到MsiT+hi,i-1pi-1+hi,ipi=0,]]>则pi=hi,i-1(MsiT+hi,i-1pi-1),]]>i＝1,2...m-1。 第二方面，本专利技术实施例提供一种多进制低密度校验LDPC码的编码装置，包括：获取模块，用于获取待编码数据；构造模块，用于在有限域GF(q)，(q＞2)上构造奇偶校验矩阵H，H＝[H1 H2]m×n，其中H1是低密度矩阵，H2为m×m的满秩准对角矩阵；所述构造模块，还用于根据所述奇偶校验矩阵H构造优先校验向量h=h~1h~2;]]>计算模块，用于根据所述优先校验向量h=h~1h~2]]>计算多进制校验符号pi， i＝0,1...m-1；编码模块，用于采用所述多进制校验符号对所述待编码数据进行编码，得到码字c＝[M,p0,p1...pm-1]，其中，M表示所述待编码数据，m表示所述待编码数据的长度，n表示所述码字c的长度。 结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述H1＝[s0,s1,...sm-1]T，si＝[si,0,si,1,...,si,k-1]，i＝0,1...m-1，k＝n-m，所述H2为： 结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述构造模块用于：根据所述奇偶校验矩阵H的第一行，构造优先校验向量h=h~1h~2]]>为h＝[s0 h2]，其中h2＝[h00 0 0 ... h0,m-1]；依次通过所述奇偶校验矩阵的最后一行至第二行消去所述优先校验向量中的第m个非零元素至第二个非零元素，更新所述优先校验向量h，则h~2=h~0000...0,]]>其中， h~00=h00+h10Πi=m-11hi,i-1h(i+1)m,i,]]>h~1=h~1Πi=m-11hi,i-1h(i+1)m,iS1=hm-1,m-1-1h0,m-1sm-1+hm-2,m-2-1hm-1,m-1-1h0,m-1hm-1,m-2sm-2+...+Πi=m-11hi,i-1h(i+1)m,is1+s0]]>其中(i+1)m＝(i+1)mod m。 结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述计算模块用于：根据chT＝0得到则 p0=h~00-1Mh~1T;]]>根据cHT＝0得到MsiT+hi,i-1pi-1+hi,ipi=0,]]>则pi=hi,i-1(MsiT+hi,i-1pi-1),]]>i＝1,2...m-1。 本专利技术实施例提供的一种多进制LDPC码的构造方法及编码方法，通过获取待编码数据，在有限域GF(q)，(q＞2)上构造奇偶校验矩阵H，根据奇偶校验矩阵H构造优先校验向量h=h~1h~2,]]>然后，根据优先校验向量h=h~1h~2,]]>计算多进制校验符号pi，i＝0,1...m-1，最后得到码字c＝[M,p0,p1...pm-1]，由于本专利技术提供的方法不需要构造生成矩阵，直接通过构造奇偶校验矩阵就可得到所需码字，并且奇偶校验矩阵H为低密度矩阵，从而减少存储空间的开销，进而降低对硬件资源的消耗。 附图说明图1为本专利技术一实施例提供的多进制低密度校验LDPC码的编码方法的流程图； 图2为本专利技术另一实施例提供的多进制LDPC码的编码方法的流程图； 图3为本专利技术一实施例提供的多进制低密度校验LDPC码的编码装置的结构示意图。 具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多进制低密度校验LDPC码的编码方法，其特征在于，包括： 获取待编码数据； 在有限域GF(q)，(q＞2)上构造奇偶校验矩阵H，H＝[H1 H2]m×n，其中H1是低密度矩阵，H2为m×m的满秩准对角矩阵； 根据所述奇偶校验矩阵H构造优先校验向量根据所述优先校验向量计算多进制校验符号pi，i＝0,1…m‑1；采用所述多进制校验符号对所述待编码数据进行编码，得到码字c＝[M,p0,p1…pm‑1]，其中，M表示所述待编码数据，m表示所述待编码数据的长度，n表示所述码字c的长度。

【技术特征摘要】
1.一种多进制低密度校验LDPC码的编码方法，其特征在于，包括： 
获取待编码数据； 
在有限域GF(q)，(q＞2)上构造奇偶校验矩阵H，H＝[H1 H2]m×n，其中H1是低密度矩阵，H2为m×m的满秩准对角矩阵； 
根据所述奇偶校验矩阵H构造优先校验向量根据所述优先校验向量计算多进制校验符号pi，i＝0,1…m-1； 
采用所述多进制校验符号对所述待编码数据进行编码，得到码字c＝[M,p0,p1…pm-1]，其中，M表示所述待编码数据，m表示所述待编码数据的长度，n表示所述码字c的长度。 
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述H1＝[s0, s1, ... sm-1]T，si＝[si，0,si，1,...,si，k-1]，i＝0,1…m-1，k＝n-m，所述H2为： 
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述奇偶校验矩阵H构造优先校验向量包括： 
根据所述奇偶校验矩阵H的第一行，构造优先校验向量 为h＝[s0 h2]，其中h2＝[h00 0 0 … h0,m-1]； 
依次通过所述奇偶校验矩阵的最后一行至第二行消去所述优先校验向量中的第m个非零元素至第二个非零元素，更新所述优先校验向量h，则其中，其中(i+1)m＝(i+1)mod m。 
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述优 先校验向量计算多进制校验符号pi，具体包括： 
根据chT＝0得到则根据cHT＝0得到则i＝1,2…m-1。 
5...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄勤，陆国雷，王祖林，冯文全，何善宝，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，北京航天华科技有限公司，北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京;11