校验矩阵的生成方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种校验矩阵的生成方法和装置。其中，该方法包括：初始化规则校验矩阵，其中，规则校验矩阵的每行按照相同度的分布；调整规则校验矩阵的列的度，其中，调整后的规则校验矩阵的行和列均满足度的分布；检验规则校验矩阵是否存在短环；在检测出规则校验矩阵存在短环的情况下，调整由短环引起的非零元素，并在调整后重复检验是否存在短环，直到规则校验矩阵没有短环；输出规则校验矩阵。本发明专利技术解决了现有技术中LDPC校验矩阵存在短环的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
校验矩阵的生成方法和装置
本专利技术涉及LDPC码领域，具体而言，涉及一种校验矩阵的生成方法和装置。
技术介绍
LDPC码(LowDensityParityCheckCode，即低密度奇偶校验码)于1962年被Gallager提出以来，由于当时技术条件限制，一直沉寂了将近30年。直到1999年，Mackay等重新发现并证明LDPC是一种逼近香农限的好码，使用迭代译码的LDPC码性能甚至超越了Turbo码，由此LDPC码的研究又重新回到了人们的视野，成为编码领域研究的一个热点。LDPC码通常采用迭代译码算法，当码中没有短环存在时，其译码方法相当高效。当存在短环时，其节点传递出去的消息经过几轮迭代后又传递回其本身，造成了信息的重复利用，降低了译码性能，因此如何消除码中的短环成为了LDPC码研究的一个重要课题。目前消除短环的方法普遍采用了搜索消除法，但是代数以及几何构造消除法也逐渐时兴起来。无论哪种消环的校验矩阵构造方法，都是从Gallager所提出的Gallager校验矩阵为基石作为研究出发点的。LDPC码校验矩阵构造方法的基本思想是，通过某种确定的方式构造一个正则子矩阵，再将该子矩阵通过某种变换生成一系列正则子矩阵，最后把这些子矩阵组合起来构成我们所要的校验矩阵H。其构造方法具体如下：(1)将校验矩阵H按照行划分成H1到Hj，共j个子矩阵，其中，j为大于等于1的整数。每个子矩阵的行数都相同，而且子矩阵中的任意一列都只包含一个1，如下所示：(2)将构造校验矩阵H的第一个子矩阵H1，按照如下规律排列：H1的第1行的第1到第k个元素设为1，其余元素为0，其中，k为大于等于1的整数；第二行的第k+1到2k个元素设为1，其余元素为0；以此类推，第i行的第(i-1)*k+1到ik个元素为1，其余元素为0。由此可以看到，子矩阵H1中的比特位1在每行中是降幂排列的。(3)校验矩阵H中剩下的j-1个子矩阵是对子矩阵H1进行随机变换构成的。按照以上Gallager的方法经过散步构造得到的LDPC码，从构造方式可以看出其校验矩阵H的行重和列重是固定的，每行中有k个1，每列中有j个1。因此，由于校验矩阵H的行重和列重是固定的，导致校验矩阵H保密性较差，且构造矩阵H可能存在四环的问题。针对现有技术中LDPC校验矩阵存在短环的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种校验矩阵的生成方法和装置，以至少解决现有技术中LDPC校验矩阵存在短环的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种校验矩阵的生成方法，包括：初始化规则校验矩阵，其中，所述规则校验矩阵的每行按照相同度的分布；调整所述规则校验矩阵的列的度，其中，调整后的所述规则校验矩阵的行和列均满足度的分布；检验所述规则校验矩阵是否存在短环；在检测出所述规则校验矩阵存在短环的情况下，调整由所述短环引起的非零元素，并在调整后重复检验是否存在所述短环，直到所述规则校验矩阵没有所述短环；输出所述规则校验矩阵。进一步地，调整所述列的度包括：按照从左到右的顺序，检验每列的度；对包含非零元素超过阈值的列的位置按照预定规则调整或者随机调整。进一步地，对包含非零元素超过阈值的列的位置按照预定规则调整包括：如果当前的列的度大于预设值，则将所述当前的列与最后一列进行替换；和/或，如果当前的列的度小于所述预设值，则将所述当前的列中任意行的零元素与之度大于所述预设值的最近一列对应行的非零元素进行交换；和/或，如果当前的列的度等于所述预设值，则保持所述当前的列不变，继续检测下一列。进一步地，初始化所述规则校验矩阵包括：随机或者按照规定的种子初始化所述规则校验矩阵。进一步地，调整由所述短环引起的非零元素包括：选取所述短环的矩阵中的任一个元素，将该元素和其他行或者其他列中的元素进行互换。进一步地，所述短环包括：四环。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种校验矩阵的生成装置，包括：初始单元，用于初始化规则校验矩阵，其中，所述规则校验矩阵的每行按照相同度的分布；第一调整单元，用于调整所述规则校验矩阵的列的度，其中，调整后的所述规则校验矩阵的行和列均满足度的分布；检验单元，用于检验所述规则校验矩阵是否存在短环；第二调整单元，用于在检测出所述规则校验矩阵存在短环的情况下，调整由所述短环引起的非零元素，并在调整后重复检验是否存在所述短环，直到所述规则校验矩阵没有所述短环；输出单元，用于输出所述规则校验矩阵。进一步地，所述第一调整单元包括：检验模块，用于按照从左到右的顺序，检验每列的度；调整模块，用于对包含非零元素超过阈值的列的位置按照预定规则调整或者随机调整。进一步地，所述调整模块包括：第一交换子模块，用于如果当前的列的度大于预设值，则将所述当前的列与最后一列进行替换；和/或，第二交换子模块，用于如果当前的列的度小于所述预设值，则将所述当前的列中任意行的零元素与之度大于所述预设值的最近一列对应行的非零元素进行交换；和/或，检测子模块，用于如果当前的列的度等于所述预设值，则保持所述当前的列不变，继续检测下一列。进一步地，所述初始单元包括：初始模块，用于随机或者按照规定的种子初始化所述规则校验矩阵。进一步地，所述第二调整单元包括：互换模块，用于选取所述短环的矩阵中的任一个元素，将该元素和其他行或者其他列中的元素进行互换。进一步地，所述短环包括：四环。通过本专利技术上述实施例，初始化规则校验矩阵，其中，所述规则校验矩阵的每行按照相同度的分布，以通过规则校验矩阵调整所述规则校验矩阵的列的度，其中，调整后的所述规则校验矩阵的行和列均满足度的分布。检验调整后的规则校验矩阵是否存在短环，在检测出所述规则校验矩阵存在短环的情况下，调整由所述短环引起的非零元素，并在调整后重复检验是否存在所述短环，直到所述规则校验矩阵没有所述短环；输出所述规则校验矩阵。采用本专利技术上述实施例，通过随机或不同种子生成初始矩阵，并按照一定的方法对其进行反复检测，最终得到无四环现象的校验矩阵，实现了以随机矩阵或不同种子，固定的或实时的构造LDPC码的校验矩阵的目的，不仅可以避免码中四环的出现，同时还具有保密的特性，进而解决了现有技术中LDPC校验矩阵存在短环的技术问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的一种校验矩阵的生成方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例的一种可选的双向传递因子的示意图；图3是根据本专利技术实施例的一种可选的LDPC四环示意图；图4是根据本专利技术实施例的一种可选的调整校验矩阵度的示意图；图5是根据本专利技术实施例的一种可选的消除四环的示意图；图6是根据本专利技术实施例的一种可选的OvTDM发送端系统框图；图7是根据本专利技术实施例的一种可选的K路复用波形排列示意图；图8(a)是根据本专利技术实施例的一种可选的OvTDM接收端系统框图一；图8(b)是根据本专利技术实施例的一种可选的OvTDM接收端系统框图二；图9是根据本专利技术实施例的一种可选的重叠时分输入-输出关系示意图；图10是根据本专利技术实施例的一种可选的节点状态转移示意图；图11是根据本专利技术实施例的一种可选的OvTDM系统Trellis示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校验矩阵的生成方法，其特征在于，包括：初始化规则校验矩阵，其中，所述规则校验矩阵的每行按照相同度的分布；调整所述规则校验矩阵的列的度，其中，调整后的所述规则校验矩阵的行和列均满足度的分布；检验所述规则校验矩阵是否存在短环；在检测出所述规则校验矩阵存在短环的情况下，调整由所述短环引起的非零元素，并在调整后重复检验是否存在所述短环，直到所述规则校验矩阵没有所述短环；输出所述规则校验矩阵。

【技术特征摘要】
1.一种校验矩阵的生成方法，其特征在于，包括：初始化规则校验矩阵，其中，所述规则校验矩阵的每行按照相同度的分布；调整所述规则校验矩阵的列的度，其中，调整后的所述规则校验矩阵的行和列均满足度的分布；检验所述规则校验矩阵是否存在短环；在检测出所述规则校验矩阵存在短环的情况下，调整由所述短环引起的非零元素，并在调整后重复检验是否存在所述短环，直到所述规则校验矩阵没有所述短环；输出所述规则校验矩阵。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调整所述列的度包括：按照从左到右的顺序，检验每列的度；对包含非零元素超过阈值的列的位置按照预定规则调整或者随机调整。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对包含非零元素超过阈值的列的位置按照预定规则调整包括：如果当前的列的度大于预设值，则将所述当前的列与最后一列进行替换；和/或，如果当前的列的度小于所述预设值，则将所述当前的列中任意行的零元素与之度大于所述预设值的最近一列对应行的非零元素进行交换；和/或，如果当前的列的度等于所述预设值，则保持所述当前的列不变，继续检测下一列。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，初始化所述规则校验矩阵包括：随机或者按照规定的种子初始化所述规则校验矩阵。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，调整由所述短环引起的非零元素包括：选取所述短环的矩阵中的任一个元素，将该元素和其他行或者其他列中的元素进行互换。6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述短环包括：四环。7.一种校验矩阵的生成装置，其特征在于，包括：初始单元，用于初始化规则...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳超级数据链技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44