[发明专利]LDPC码的码字构造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种码字构造方法，具体地说，涉及一种LDPC码的码字构造方法。

背景技术

LDPC码于1963年由Gallager在他的博士论文中首次提出，同时Gallager还提出了LDPC码的概率译码算法，但是由于概率迭代译码计算过于复杂，鉴于当时的技术发展水平难以实现，因此LDPC码在当时通信界很快就石沉大海。之后，除了Tanner在上个世纪80年代形象化的用二分图来描述迭代译码外，几乎没有学者再对LDPC码有过更多的关注。

而在1993年，Turbo码的提出则使得人们在45年后，首次看到了一种可以逼近Shannon限的编码方案。至此人们才开始注意到了迭代译码所具备的优良性能，与此同时，基于二分图(Tanner图)的迭代理论也取得了很大的突破：Spielman[11]将纠错过程解释为错误逐渐减少的过程，并证明了基于二分图的编译码算法具有线性的复杂度，在此基础上又有学者提出了利用Expander图生成具有一定纠错能力的二分图的条件和方法，之后Kschischang等人又建立了因子图(Factor Graph)的理论，进一步深化了基于LDPC迭代译码的图论基础；在这些研究基础之上，Wiber则提出了基于图的LDPC迭代译码算法。所有了这些发展基础，使得在1995年，Mackay和Neal发现了LDPC码和Turbo码一样具有逼近香农限的性能，从而引发了对LDPC码研究的热潮。

由于LDPC码比Turbo码在技术上、特别在复杂度上更具有优势，更能适应未来系统高速数据传输和高性能的要求，因此得到广泛应用。目前采用LDPC码字的通信系统有：欧洲第二代数字广播电视传输标准DVB2系列；IEEE 802.11n无线局域网标准；IEEE802.11e无线广域网标准；中国数字电视地面传输标准(DTTB)，以及北美CCSDS的近地、深空通信系统等等。

但又由于LDPC发展较晚，使得其与第三代移动通信失之交臂，不过在未来4G移动通信标准IEEE 802.16m和北美新一代数字电视地面标准中，LDPC将是有力的竞争者。

目前，LDPC的理论基础确实已经逐渐完善，对这类码字的研究逐渐从纯理论转移到理论集合应用需求的研究，比如如何用更低的硬件实现复杂度来进一步提高译码算法的纠错能力；比如如何在保持原有系统硬件开销不变得情况下，获得LDPC自适应、多码率传输的应用需求等等；比如如何在Gbps的超高速传输需求下，设计LDPC码字，使得误码平层能够降低到10-12或10-15的数量级；比如在给定的码长码率、子块大小的情况下，如何研发出一套简便的且便于描述的数学生成方法以来设计一套度分布最优、没有四环、结构尽量随机且编码简单的码字生成平台。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种LDPC码的码字构造方法，来解决现有技术中存在的各种不足。

依据上述目的，实施本发明的LDPC码的码字构造方法，包括以下步骤：步骤一，设定LDPC码的校验矩阵的大小，包括设定校验矩阵的行数目、列数目、循环子块的大小。步骤二，根据行数目、列数目和循环子块的大小，计算校验矩阵包含的循环子块的个数，搜索一个最佳的行列度分布，该行列度分布唯一确定了每个循环子块的列度值；设定LDPC码的码表，使每个循环子块对应码表中相应的一行，并且相应的一行的数字个数与循环子块的列度值相等。步骤三，确定码表中各个数字的值。

依据上述主要特征，步骤二中搜索一个最佳的行列度分布的方法为：设定列度的可选值；针对每个循环子块，从可选值中选择一个列度值，不同的循环子块可以选用相同的列度值；各个循环子块选择的列度值组成一个列度分布，得到多个列度分布，每个列度分布又可对应多个行度分布；针对每个列度分布，只选择分布规则的行度，组成一对行列度分布；在各对行列度分布中，用EXIT Chart算法或者密度进化理论搜索具有最小译码门限值的行列度分布，该行列度分布对应了码表中各行的数字个数。

依据上述主要特征，校验矩阵为m行×n列的矩阵，并且划分为m行×(n-m)列的信息比特部分和m行×m列的奇偶冗余比特部分。信息比特部分包括多个循环子块，循环子块为m行×q列的矩阵，循环子块的个数q为循环子块的循环矩阵块循环的周期。

依据上述主要特征，每个循环子块的循环矩阵块的个数并且还满足以及其中为校验矩阵的最大列度值。