[发明专利]使用短长度的准循环半正则LDPC码用于诸如远程读取的低耗应用的编码器和解码器

说明书

本发明涉及准正则的LDPC(低密度奇偶校验)码的编码器和解码器，其考虑到由基于原模图的Tanner二分图表示的控制矩阵，该Tanner二分图包括该图的128个变量节点和该图的64个约束节点，并且该原模图包括8个变量节点和4个约束节点，所述图的每个约束节点连接到所述图的7个变量节点，所述图的每个变量节点连接到所述图的3或4个约束节点，所述图的每个周期的长度大于或等于6；并且所述码的最小距离大于或等于14。

技术领域

本发明涉及纠错码领域。更具体地涉及LDPC码，其允许以低能耗和低解码复杂度来传输信号，同时保留良好的纠错属性，用于在物联网领域中(例如在LPWAN(低功率广域网的首字母缩写)类型的网络上)传输数据，特别是用于传输来自水或电力的远程计量表读取的数据。

背景技术

数据的传输可以经由各种通信信道执行，例如通过无线电通信、光纤等。在绝大多数情况下，传输信道不是完全可靠的，并且传输可能被错误所污染。一般而言，传输信道的信噪比或SNR越低，信道就越嘈杂，并且错误率就越高。

通过将冗余位添加到待编码的信号，纠错码允许检测和校正传输错误。存在许多纠错码。一般而言，它们旨在获得最大错误检测和/或校正率，同时添加尽可能少的冗余位。取决于应用，限制纠错码的编码和/或解码复杂度也是重要的。

被称为LDPC(低密度奇偶校验码的首字母缩写)的码是一系列纠错码。LDPC码在特别嘈杂的信道上传输数据很流行。它们特别用作DVB-S2标准中的纠错码。

LDPC码由二分图(称为Tanner图)表示，其由变量节点和约束节点形成。在解码期间，一次或多次迭代允许接连地验证消息是否被没有错误地传输，并且在错误的情况下允许消息得到纠正。LDPC类型的码例如由Davey,M.C.和MacKay,D.J.(1998年六月)在Low-density parity check codes over GF(q).在Information Theory Workshop中,1998(第70-71页).IEEE中引入。

远程读取例如水计量表或者气或电类型的能量计量表包括远程收集来自每个计量表的信息，并且周期性地这样进行，例如每日消耗。远程读取关于手动读取消耗提供了许多优点：数据被更有规律地传输，并且远程读取允许从操作者难以访问的传感器获取值。此外，自动和远程发送消耗值与手动读取计量表相比较是更加成本有效并且更快速的解决方案。一般而言，在远程读取中，计量表经由无线电链路定期地向集线器发送消耗数据，并且集线器将这一数据发送到处理平台。

远程读取这种类型的计量表存在特别的困难：计量表通常位于难以访问的区域中，并且通常由电池供电。然后计量表被设计为自主地操作很长一段时间，例如大约20年，而无需干预。为了延长电池的寿命，这一类型的计量表通常降低发射功率，以便限制由于数据传输而导致的功耗。然而，这导致接收器获取非常嘈杂的信号。

现有技术的LDPC码具有大大增加每个有用比特传输所消耗的能量的缺点。而且，现有技术的大多数LDPC码是长码。因此，这些长码要求多次迭代用于解码。这导致要为解码执行大量操作，并且因此导致复杂的解码。此外，当待传输的有用帧的大小较小时，长码会导致所产生的块的大小增加，才能够对数据进行编码。

因此，需要一种纠错码，其允许在编码时减少每个有用比特传输所消耗的能量，同时保留有限的解码复杂度以及对于非常嘈杂的信号的良好的纠错率。

发明内容