[发明专利]双原模图LDPC码的编码优化方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明提供了一种双原模图LDPC码的编码优化方法、装置、设备及存储介质，包括：构造一个多重连接基础矩阵，并对所述多重连接基础矩阵进行优化；提供一组基于双原模图LDPC码的联合编码基础矩阵，将优化后的所述多重连接基础矩阵替换所述联合编码基础矩阵的单边连接基础矩阵，生成联合编码矩阵；对所述联合编码矩阵的各个部分进行扩展，生成信道编码矩阵和预定尺寸的连接矩阵；对给定的原始信源比特进行信源编码，生成信源压缩信息；根据所述信源压缩信息、信道编码矩阵和预定尺寸的连接矩阵对所述联合编码矩阵进行一般化编码，旨在增加信源冗余信息和信道状态信息能够被充分利用的可能性。

技术领域

本发明涉计算机领域，特别涉及双原模图LDPC码的编码优化方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

相比于传统分离的信源或者信道编码方案，联合信源信道编码方案的目标是充分利用信源冗余以及信道状态信息以提高整体系统的性能。一种由两个LDPC码所构成的联合编码系统由M.Fresia等人在“Joint source and channel coding”【IEEE SignalProcessing Magazine，2010,27(6): 103-114】提出，其中一个LDPC码用于信源压缩，另一个LDPC码用于信道差错控制，称之为双LDPC编码系统。相比于分离的LDPC编码系统，双LDPC编码结构的核心是引入了一个连接矩阵从而建立了两个LDPC码的联系。在译码端，联合信度传播译码算法通过这个连接矩阵能够迭代交换信源冗余和信道状态信息来提升系统性能。

具体的结构以及编码算法如下描述：

一个基于双LDPC码的联合信源信道编码可以用一个联合矩阵表示，

其中H_S是尺寸为M_s×N_s的信源编码矩阵，H_C是尺寸为M_s×N_s的信道编码矩阵，H_L1是尺寸为M_s×N_C是第一类连接矩阵，H_L2是尺寸为M_C×N_S是第二类连接矩阵。此外H_L1由一个零矩阵0和单位矩阵H_I所构成。这个单位矩阵意味着信源的校验节点与变量节点是一一对应的。

有一组长度为N_s、统计特性为(p₀，p₁)原始信源比特s，(1)经过信源编码矩阵的计算，得到一组压缩比特序列c，即其中(·)^T为矩阵的转置操作；(2)拼接s和c，得到新的比特序列[sc]；(3)拼接H_L2和H_C，得到[H_L2H_C]，经过高斯消除可以获得一个形式为[I_CG_C]的系统形式的生成矩阵；(4)[sc]经过信道编码G_C的计算，得到一组校验比特序列p，即 p＝[sc]·G_C。因此整个编码过程就可以归纳为其中u＝[scp]。

删减码字u中的原始信源比特s后，将[cp]经过调制送入信道。在接收端，利用信源统计特性对s所对应的变量节点进行初始化，利用信道信息对c和p 对应的变量节点进行初始化，然后采用信度传播(Belief Propagation， BP)算法进行迭代译码。经过若干次迭代后，若当所获得的满足或者迭代次数达到预设的最大值将停止迭代，抽取中的作为估计的原始比特信息。这里的H_L2可以为一个零矩阵。

正如前面所述，第一类连接矩阵的作用在于连接信源编码矩阵和信道编码矩阵，从而进行信源冗余和信道状态译码信息的交换。然后通过H_I的单条连接关系存在无法充分利用这些译码信息的情况。

有鉴于此，提出本申请。

发明内容