一种QC-LDPC码的长短环通用查找方法技术

本发明专利技术提供一种QC‑LDPC码的长短环通用查找方法,对QC‑LDPC的基础矩阵，采用PEG的树状结构展开，同时从底层的具有重复性的子节点出发，向上反推逐层查找环的方式。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术通过对基础矩阵的树状结构分层展开，从具有重复性的子节点开始从低向上反推的查找所有的剩余长度组合，并对组合情况进行遍历拆分，可以同时实现对任意小于等于MaxCycleSize的长短环的通用查找，同时统计各种环长个数，及环的组成节点，为基于消环处理，提高译码性能提供方向。

【技术实现步骤摘要】
一种QC-LDPC码的长短环通用查找方法
本专利技术属于通信信道编码
，尤其涉及QC-LDPC码的环路查找实现，具体涉及一种QC-LDPC码的长短环通用查找方法。
技术介绍
低密度校验码(LowDensityParityCheck,LDPC)是20世纪60年代由Gallager专利技术的一种能够逼近Shannon容量限的线性分组码。准循环LDPC码(Quasi-CyslicLDPC，QC-LDPC)为LDPC中的一种，由于其结构化特点，编码可以通过简单的移位的移位寄存实现而在通信的各个领域得到广泛的应用。QC-LDPC通常采用基于概率的置信传播(BeliefPropagation，BP)的迭代译码算法，属于软判决译码，在码长较大时性能可逼近香农限。然而BP迭代译码算法，是基于节点间传递的信息是统计独立的假定，若QC-LDPC基础矩阵中存在短环，特别是环4和环6，将使得从某一节点发出的信息经过一个环长的传递后会被传回该节点本身，从而造成自身信息的叠加，破坏了统计独立的假设，会影响译码的准确性。在传统的QC-LDPC码构造过程中，通常要求消除环4，而对环长等于或大于6的环，由于查找复杂度较高，并不做要求，因此会造成H中存在较多的长度大于4的环路，引起其迭代译码性能下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中针对目前在进行环查找过程对各种环长分别进行查找，同时对环6及长度大于6的环没有提供一种通用方法的问题，提出一种QC-LDPC码的长短环通用查找方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出为了达到以上的目的，本专利技术通过以下的技术予以解决：对QC-LDPC的基础矩阵，采用PEG的树状结构展开，同时从底层的具有重复性的子节点出发，向上反推逐层查找环的方式，其存储组合必然存在环，只是可能比先要查找的环长度大，避免了从上而下的无效查找。在进行分支组合的查找中，采用查找不大于剩余环长的最大组合查找限定，在进行环组合时，通过对最大分支组合的分解，实现各种长短环组合情况查找，同时省去重复查找。在对组合进行是否存在小于MaxCycleSize长度环的同时，对其组合情况进行了明确统计。对查找到的环组合中对应偏移量是否满足环存在的充分必要条件进行环存在的二次判定，由于基于基础矩阵进行环查找，大大减少了查环次数，特别是当扩展因子P比较大时。需要说明，本专利技术中，环存储方式：[首节点类型，长度，环组合]首节点类型：1表示变量节点，0表示校验节点，由于环组合中的节点为交替出现，因此可以明确所有的节点类型。与现有技术相比，本专利技术的有益效果有：本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的上述方法，查找QC-LDPC中校验矩阵H含有的任意小于等于MaxCycleSize(MaxCycleSize可以是大于6的偶数)的长短环的通用方法，同时统计各种环长个数，及环的组成节点，为基于消环处理，提高译码性能提供方向。本专利技术通过对基础矩阵的树状结构分层展开，从具有重复性的子节点开始从低向上反推的查找所有的剩余长度组合，并对组合情况进行遍历拆分，可以同时实现对任意小于等于MaxCycleSize的长短环的通用查找，同时统计各种环长个数，及环的组成节点，为基于消环处理，提高译码性能提供方向。附图说明图1为本专利技术实施例方案的整体流程示意图。图2为本专利技术实施例对基础矩阵的短环统计流程图。图3为本专利技术实施例QC-LDPC的Hbase矩阵表。图4为本专利技术实施例单分支存在环路的情况。图5为本专利技术实施例两分支存在环路的情况。具体实施方式本专利技术下述实施例提供一种QC-LDPC码的长短环通用查找方法,对QC-LDPC的基础矩阵，采用PEG的树状结构展开，同时从底层的具有重复性的子节点出发，向上反推逐层查找环的方式，其存储组合必然存在环，只是可能比先要查找的环长度大，避免了从上而下的无效查找。在进行分支组合的查找中，采用查找不大于剩余环长的最大组合查找限定，在进行环组合时，通过对最大分支组合的分解，实现各种长短环组合情况查找，同时省去重复查找。在对组合进行是否存在小于MaxCycleSize长度环的同时，对其组合情况进行了明确统计。对查找到的环组合中对应偏移量是否满足环存在的充分必要条件进行环存在的二次判定，由于基于基础矩阵进行环查找，大大减少了查环次数，特别是当扩展因子P比较大时。需要说明，本专利技术中，环存储方式：[首节点类型，长度，环组合]首节点类型：1表示变量节点，0表示校验节点，由于环组合中的节点为交替出现，因此可以明确所有的节点类型。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过对基础矩阵的树状结构分层展开，从具有重复性的子节点开始从低向上反推的查找所有的剩余长度组合，并对组合情况进行遍历拆分，可以同时实现对任意小于等于MaxCycleSize的长短环的通用查找，同时统计各种环长个数，及环的组成节点，为基于消环处理，提高译码性能提供方向。下面结合附图对实施例做进一步详细描述。具体实施方式1下面结合本专利技术实施案例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案见图1进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施案例仅是本专利技术一部分实施案例，而不是全部的实施案例。基于本专利技术的实施案例，本领域人员在没有做出创造性劳动前提下的其他实施案例，都属于本专利技术的保护范围。本实施案例中，先对QC-LDPC的基础矩阵进行树状结构展开，统计各层中具有多个父节点的子节点即具有重复性的子节点，从最低层开始向上反推所有满足小于等于MaxCycleLen的组合，查看是否存在环，若不存在，基于小于MaxCycleSize的组合向上层继续查找，见图2。下面结合具体实施方式并对照附图对本专利技术做进一步详细说明。这里对扩展因子为16的QC-LDPC的H矩阵(图3)查找环8、环6、环4，即MaxCycleSize＝8为例，进行说明：S1、将QC-LDPC的校验矩阵中的非“-1”元素置0，构成其基础矩阵HBase。(步骤S2)对基础矩阵进行基于PEG(Progressiveedge_growth，渐进边增长)构造LDPC环的思想对QC-LDPC的基础矩阵H进行树状结构的展开:这里以变量节点V0(即第一列)作为首个父节点，其相连的校验节点(C3、C8、C11)为子节点进行展开，从而形成父节点信息Tanner的第一层，从第二层开始，以上一层的子节点为父节点进行相连节点的展开。注意上层已存在的相连节点不在写入子节点，依次类推直到当前层子节点所有的相连子节点都写入Tannr[][]中，即不存在父节点为止。同时在Tanner矩阵的基础上，提取具有重复性的子节点信息SPDLocal，具有单调性的子节点信息SPSLocal，具体统计信息如下表5-1：表5-1对基础矩阵展开的表信息；S3、初始化层索引n＝Max(存在重复子节点的最大层数),k＝n；对第k层SPDLocal的所有子节点的遍历，从底层向上递推查找，即从底层SPDLocal中遍历本层具有重复性的子节点，将子节点与其对应的两个父节点组成组合，再利用层间传递节点，逐层向上反向递推的查找满足要求的环组合，采用从底层具有重复性的子节点开始进行向上查找的好处为其查找的组合必然构成环路。其特征在于包含如下步骤：S3.1、查找以重复子节点或层间传递节点其起点的所有满足要求的组合。对于SPDLocal中某一个子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种QC‑LDPC码的长短环通用查找方法，其特征在于包括如下步骤：S1、对QC‑LDPC的校验矩阵，提取其对应的基础矩阵；，减少了查环次数，特别是当扩展因子P比较大时；S2、基于PEG构造LDPC环的思想对QC‑LDPC的基础矩阵H进行树状结构的展开；S3、基于展开的树状结构，从底层具有重复性的子节点开始，向上反推完成基础矩阵中的环长小于设定值MaxCycleSize的所有环路长度，对应环长个数及环组成节点组合的查找；S4、基于QC‑LDPC中基础矩阵的环路对应的偏移量是否满足环存在充要条件的判定，进行环路组合的二次判定，删除非环组合。

【技术特征摘要】
1.一种QC-LDPC码的长短环通用查找方法，其特征在于包括如下步骤：S1、对QC-LDPC的校验矩阵，提取其对应的基础矩阵；，减少了查环次数，特别是当扩展因子P比较大时；S2、基于PEG构造LDPC环的思想对QC-LDPC的基础矩阵H进行树状结构的展开；S3、基于展开的树状结构，从底层具有重复性的子节点开始，向上反推完成基础矩阵中的环长小于设定值MaxCycleSize的所有环路长度，对应环长个数及环组成节点组合的查找；S4、基于QC-LDPC中基础矩阵的环路对应的偏移量是否满足环存在充要条件的判定，进行环路组合的二次判定，删除非环组合。2.根据权利要求1所述的一种QC-LDPC码的长短环通用查找方法，其特征在于，步骤S1为对QC-LDPC的校验矩阵中的非“-1”元素置0，构成其基础矩阵HBase。3.根据权利要求1所述的一种QC-LDPC码的长短环通用查找方法，其特征在于，步骤S2包括：S2.1、第一层以某一个节点为父节点，其相连的节点为子节点；非第一层，以上层的每个子节点为父节点，其相连的节点作为子节点，注意上层已存在的相连节点不写入子节点，并依次类推直到当前层的子节点所有的相连的节点都写入Tanner中，即下一层不存在父节点为止；S2.2、基于Tanner分离每层中具有多个父节点，即具有重复性的子节点SPDLocal和每层中只具有单个父节点，即具有单调性的子节点SPSLocal及每层具有重复性的子节点个数SPDNum；，分离具有重复性的子节点和单调节点，方便从下而上的基于具有重复性的节点的分组查找，避免无效查找。4.根据权利要求1所述的一种QC-LDPC码的长短环通用查找方法，其特征在于，步骤S3包括：S3.1、进行两层循环的遍历:外层为层循环，内层为本层SPDLocal的所有子节点的遍历，查找所有满足要求的分支组合；对于SPDLocal中某一个子节点的分支组合存储，采用“子-父-子”形式的交叠展开，其长度即节点个数为小于等于MaxCycleSize的最大组合长度，进行最大长度组合的查找，通过最大组合拆分实现不同的短组合查找，避免重复查找；S3.2、对各分支组合查看是否具有重复的节点，若有则构成环路；同时对同一子节点的任意两个父节点的支路进行分支组合构成可似环组合CycPartTmp，对CycPartTmp进行是否构成环的判定，若存在，则对满足环形式的组合段写入CycleComib；S3.3、将同一子节点的所有分支组合进行拆分，拆分成不重复的小于MaxCycleSize，且终节点为父节点的所有分支组合；将SPDLocal中任意两个父节点下的分支组合进行两两组合，形成暂存可似环组合CycPartTmp，对CycPartTmp进行是否构成环的判定，若存在，则对满足环形式的组合段写入CycleComib，否则，当CycPartTmp组合的节点个数小于MaxCycleSize-2则写入CycComibTmp，CycComibTmp中记录分支1的终节点，分支2的终节点，当前组合边长度信息，第二分支起始位置；S3.4、基于CycComibTmp所有行的前3列，统计层间传递节点信息TranPointInf传递节点，和剩余的最大组合边数；基于层间传递节点信息TranPointInf从本层开始向上递归的反推所有满足条件的组合。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鲲，刘元成，鲁莎莎，陈丽恒，
申请(专利权)人：深圳市力合微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44