[发明专利]一种低密度奇偶校验码矩阵的设计方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及通信系统的一种信道编解码-LDPC码的校验矩阵的设计方法。

背景技术

LDPC码又称低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code，LDPC)，它是由Robert G.Gallager博士于1963年提出的一类具有稀疏校验矩阵的线性分组码。LDPC不仅有逼近Shannon限的良好性能，而且可以采用并行译码的方法实现高吞吐率的数据传输。限于复杂的译码算法和当时落后的集成电路工艺难以用硬件结构实现，并没有引起人们的关注。随着集成电路工艺的快速发展和LDPC译码算法的不断改进，在90年代初LDPC码重新引起了人们的注意。因此，研究高性能低复杂度的LDPC码校验矩阵及编解码器成为最近学术界和工业界热门话题。

近年来，LDPC码被广泛应用于卫星数字音视频通信，磁盘数据保护，光纤通信等领域。如Wimax(IEEE 802.16e)，DMB-T(中国数字地面广播)，CMMB(中国移动多媒体广播)等标准都采用了LDPC码作为信道编解码，近年来学术界在研究将LDPC码应用于下一代UWB(超宽带)系统中以代替ECMA-368标准中的卷积码方案。

LDPC码是一种校验矩阵为稀疏矩阵的线性分组码，所以通常一个LDPC码是以它的校验矩阵H来表示的，如附图1。附图1的校验矩阵H对应着有三行七列，表示有七个变量节点，三个校验节点。同时它还可以用附图2所示的Tanner图来表示连接关系，V1…V7为七个变量节点，C1…C3为3个校验节点。

由H矩阵可以求出生成矩阵(G)以用于编码。如果源消息码元用u来表示，编码后的消息用x表示，接收机接收到的码元为r。则x与u的关系如式1。若接收到的码元等于x时，则r与H的关系如式2所示。

x＝u·G                  (1)

r·H^T＝0                 (2)

LDPC的译码算法有Belief-Propagation，Sum-Product，Min-Sum等等，其中Min-Sum算法以低复杂度，较优的性能等特点越来越受到人们的重视。然而译码器的复杂度与吞吐率还决定于不同的调度方法，其中基于层(Layered)调度算法由于立即更新变量节点的信息，可以快速收敛，并可以减化硬件复杂度而成为近期人们研究的热点。将基于层调度和Min-Sum算法结合在一起的描述如下：

[1]初始化所有的L(Q_i)＝L(c_i)

[2]L(q_ij)＝L(Q_i)-L(r_ji)