[发明专利]通用型高速LDPC码编码方法及编码器

摘要

本发明涉及无线通信领域，其针对发送端信道编码器大吞吐量的需求，设计和实现了一种通用型高速低密度奇偶校验码(LDPC码)编码方法及编码器。本发明通过先对LDPC码的校验矩阵进行预处理，然后利用预处理后的校验矩阵进行编码这两个步骤将LDPC码的校验矩阵通过行列置换和高斯消元，使每个校验位的运算只与预处理后矩阵的对应行相关，具备了可以灵活并行处理的结构；在编码器的硬件设计上，本发明提出了一种校验位并行分步运算的编码器架构，通过同时计算所有校验位，分步处理单个校验位，有效地降低了硬件实现复杂度，缩短了关键路径时延，实现了编码速率的极大提高。

主权项

一种通用型高速LDPC码编码方法，其特征在于，该方法主要包括以下步骤：步骤一、对LDPC码的校验矩阵进行预处理：对于一个(n,k)LDPC码，设码字空间为C，校验序列用p表示，信息序列用s表示，则其码长为n，信息位个数为k，校验位个数为m，m＝n‑k，则LDPC码可以由校验矩阵H唯一确定和描述，矩阵大小为m×n；校验矩阵H的每一行对应一个校验方程，每一列对应码字中的一个比特；线性分组码通过校验矩阵进行编码，是利用的码字空间C与校验矩阵H的正交性来求得码字：c×HT＝0  (3)对于任意校验矩阵H，可分为(A,B)两部分，对应的将码字c写成(p,s)的形式，其中矩阵A的大小为m×m，矩阵B的大小为m×k，p为编码获得的校验序列，则上式可以写成：(A,B)×pTsT=0---(4)]]>可以得到：pT＝BsTA‑1  (5)编码过程其实质就是求校验序列p的过程，通过对校验矩阵H进行高斯消元，可以将上述矩阵A转化为单位矩阵，消元后的矩阵H'可以表示为：H'＝[I|B']；  (6)经过预处理之后获得的矩阵B'即是编码需要的矩阵，其具有稀疏特性，存储资源需求校少，且利于分块并行编码；步骤二、利用预处理后的校验矩阵进行编码：在高斯消元中，仅仅对校验矩阵进行了初等变换，不影响矩阵H'与码字c的正交性，即码空间不变，因此，式(5)可以化为：pT＝B'sTI‑1  (7)根据式(7)，即可得到求解第i个校验位pi的方程：pi=Σj=1k(b′ij×sj)---(8)]]>其中，b'ij为矩阵B'对应i行j列的元素，sj表示信息序列中第j位的信息位；在消元过程中，少数列变换对生成码字的顺序有一定影响，需将列变换的顺序记录下来，计算出校验位pi后，根据变换顺序重新调整编码序列，即可得出正确的码字；获得线性分组码的校验序列再结合信息序列即可完成LDPC码的编码。