一种LDPC码型的构造方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种LDPC码型的构造方法及系统，所述方法包括：形成M×M的第一基本矩阵A、第二基本矩阵B、第三基本矩阵C和第四基本矩阵D；根据所述矩阵A、矩阵B、矩阵C和矩阵D分别生成LDPC码的校验矩阵HLDPC矩阵的四种子矩阵HA、HB、HC和HD；形成(4×u×M)×(4×u×M)双对角方阵HP；根据HA、HB、HC、HD和HP形成目标码长为8×u×M的LDPC码的HLDPC矩阵，其中u为扩展因子，1≤u≤M。本发明专利技术所述的LDPC码型的构造方法，能够有效降低LDPC码模拟译码器的设计复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号处理领域，具体涉及一种LDPC码型的构造方法及系统。
技术介绍
1948 年，Shannon(C.E.Shannon，Amathematicaltheoryofcommunication， BellSyst.Tech.J，1948,（27) :379-423, 623-656)提出信道编码理论，从此开创了信道编 码理论这一研宄领域。60多年来，涌现出许多优秀的码型。其中，低密度奇偶校验码（即 LDPC码）以其逼近香农限的纠错性能和可并行译码的特点在数据无线传输方面得到了诸 多应用。 在LDPC码应用过程中，其译码器性能的优劣直接决定了LDPC码能否充分发挥其 纠错性能。目前的LDPC码译码器大多是基于数字电路实现的，但是，数字译码器的高功耗、 低效能比导致LDPC码无法用于很多对功耗要求较严格的场合。近年来，研宄人员发现基于 模拟电路的LDPC码译码器具有低功耗、高效能比等特点，能极大地降低LDPC码译码器的功 耗，拓展了LDPC码的使用范围。但是，由于LDPC模拟译码器采用模拟电流、电压信号代替 经过采样量化的数字信号进行处理，这要求LDPC模拟译码器采用全并行的计算结构。因此 模拟译码器的设计复杂度随着码长的增加而线性增长。高设计复杂度是导致模拟译码器没 有大规模投入使用的主要原因。 在LDPC码模拟译码器的设计过程中，由于其适用码长受到设计复杂度的限制，因 此其性能一直都没有达到令人满意的水平。2006年，SaiedHemati等人提出一种基于最 小和译码算法的（32,8)模拟译码器模型，为最早提出的LDPC模拟译码器，但是其码长仅为 32。2013年，八1;[代23 1^1^311141301€321;[等人提出了 一种基于TS-LDPC(Turbo-Structured LDPC)码字的码长为（120, 75)的模拟译码器，提出的模拟译码器的码长相比之前的（32, 8) 已经有了很大的增加，但是（120, 75)的码长还是没有满足实际工程中的LDPC性能需求。另 外，LDPC码模拟译码器对于传播延时与处理延时容忍度的研宄表明，LDPC码模拟译码器对 于芯片内布局布线传播延时与片内处理延时的差异具有较强的容忍度。 可见，LDPC码的模拟译码器长期受制于长码译码器的设计复杂度高的问题，难以 实现实际应用。 因此，需要设计一种LDPC码型，以降低LDPC码模拟译码器的设计复杂度。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种LDPC码型的构造方法及系统，能够有效降 低LDPC码模拟译码器的设计复杂度。 为解决以上技术问题，本专利技术提供如下技术方案： 第一方面，本专利技术提供了一种LDPC码型的构造方法，包括： 形成MXM的第一基本矩阵A、第二基本矩阵B、第三基本矩阵C和第四基本矩阵D; 根据所述矩阵A、矩阵B、矩阵C和矩阵D分别生成LDPC码的校验矩阵矩阵的 四种子矩阵ha、hb、hc和hd;形成（4XuXM)X(4XuXM)双对角方阵HP; 根据HA、HB、Hc、HD和HP按照下面方式形成目标码长为8XuXM的LDPC码的HLDPC 矩阵，其中u为扩展因子，1彡u彡M;【主权项】1. 一种LDPC码型的构造方法，其特征在于，包括： 形成MXM的第一基本矩阵A、第二基本矩阵B、第三基本矩阵C和第四基本矩阵D ; 根据所述矩阵A、矩阵B、矩阵C和矩阵D分别生成LDPC码的校验矩阵Huirc矩阵的四种 子矩阵Ha、Hb、Hc和Hd; 形成（4XuXM) X (4XuXM)双对角方阵Hp; 根据HA、HB、HC、HD和H p按照下面方式形成目标码长为8XuXM的LDPC码的Hldpc矩阵， 其中u为扩展因子，1彡u彡M;2. 根据权利要求1所述的LDPC码型的构造方法，其特征在于，所述形成MXM的第一基 本矩阵A包括： SI 1.形成包含有M个元素的行向量Sa，根据M和预设的变量r和q，行向量Sa通过下 述步骤形成： 步骤la，获得初始行向量P = ，其中每个元素的值为P1= 0, P2= 1，…，pM =M-1，变量 I = M、cl = 1 ; 步骤113，获取变量七=111〇(1〇"\(31+9，]\1+1-(31)+1，其中函数1]1〇(1(1，5〇表示求变量1除 以变量y后的余数； 步骤lc，获取行向量Sa中第cl个元素的值：SA(cl) = M-pt; 步骤ld，使得变量c2 = t ; 步骤le，获取初始行向量中的元素，ρ?= p。2+1，其中c2值增加1 ; 步骤If，判断c2是否大于1-1，如果c2不大于1-1，则返回步骤Ie并继续后续步骤，否 则进行步骤Ig ; 步骤lg，将1减l，cl加1 ; 步骤lh，判断Cl是否大于M，如果Cl不大于M，则返回步骤Ib并继续后续步骤，否则结 束； S12.得到行向量，通过Sa中第s个元素 SA(s)得到基本矩阵A中的第s列中的非 零元素位置，进而得到第一基本矩阵A。3. 根据权利要求2所述的LDPC码型的构造方法，其特征在于，所述形成MXM的第二基 本矩阵B、MXM的第三基本矩阵C和MXM的第四基本矩阵D包括： 将矩阵A逆时针旋转90°得到第二基本矩阵B ; 将矩阵B逆时针旋转90°得到第三基本矩阵C ; 将矩阵C逆时针旋转90°得到第四基本矩阵D。4. 根据权利要求1所述的LDPC码型的构造方法，其特征在于，根据所述矩阵A、矩阵B、 矩阵C和矩阵D分别生成LDPC码的H uirc矩阵的四种子矩阵H A、HB、H。和H D包括： S21.形成由u个扩展优化向量成的扩展优化向量组E，其中扩展优化向量组E中 第i个向量Ei的第j个元素为e U= i+jXu ;其中1彡i彡u，若R = 0,则若R辛0,则当1彡i彡R时，其中表示对 X 向下取整，R = m〇d(M，u);522. 根据矩阵A和步骤S21中得到的扩展优化向量Ei，按照Ai(Ei(j)， ：）=A(Ei(j)，：） 分别形成方阵Ai,其中，AJE i (j)，：）和A(Ei(j)，：）分别表示方阵Ai的第EiU)行的行向量 与矩阵A的第E i (j)行的行向量，方阵Ai的其余行的行向量都为零向量；其中I <当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LDPC码型的构造方法，其特征在于，包括：形成M×M的第一基本矩阵A、第二基本矩阵B、第三基本矩阵C和第四基本矩阵D；根据所述矩阵A、矩阵B、矩阵C和矩阵D分别生成LDPC码的校验矩阵HLDPC矩阵的四种子矩阵HA、HB、HC和HD；形成(4×u×M)×(4×u×M)双对角方阵HP；根据HA、HB、HC、HD和HP按照下面方式形成目标码长为8×u×M的LDPC码的HLDPC矩阵，其中u为扩展因子，1≤u≤M；HLDPC=HAHBHCHDHBHCHDHAHCHDHAHBHDHAHBHC|Hp.]]>

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑浩，赵哲，丁旭辉，高原，尹雪，安建平，卜祥元，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11