[发明专利]一种针对PTN的LDPC码校验矩阵的构造方法及系统

说明书

本发明涉及一种针对PTN的LDPC码校验矩阵的构造方法及系统，该方法包括：根据待构建LDPC码确定有限域参数；根据确定的有限域参数，利用有限域的本原元与本原元的逆元循环相加构造广义基本矩阵，并在广义基本矩阵基础上构建满足RC‑约束条件的基本矩阵；根据基本矩阵，对其中元素进行任意非零元素的矢量表示位置换，获得其对应的置换矩阵；结合置换矩阵，将基本矩阵进行扩展得到LDPC码校验矩阵。使用该方法可较为快速的生成规则的准循环LDPC码，同时获得更高的编码增益和降低实现复杂度，并具有优于IEEE 802.3中给定的参考LDPC(1723，2048)码的纠错性能。

技术领域

本发明属于现代信道编码的技术领域，尤其是涉及一种针对PTN的LDPC码校验矩阵的构造方法及系统。

背景技术

分组传送网(PTN)技术采用基于分组的路由架构，能够提供多业务技术支持，是一种更加适合IP业务传送的技术，同时继承了光传输的传统优势，具有高可靠性和安全性。中国工业和信息化部正在研制分组传送网络(PTN)工程设计标准。PTN标准中，传输系统可以采用光传输网络(OTN)，也可以采用10Gbps Ethernet(10Gb E)标准—IEEE 802.3的物理层技术，用户网络接口(UNI)支持Ethernet网接口和OTN接口。

低密度校验(LDPC)码是一种现代信道编码技术，码长和码率可以灵活设计，具有优越的纠错性能，同时实现复杂度较低，可全并行译码。LDPC首次是由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，不仅有逼近Shannon限的良好性能，而且译码复杂度较低，结构灵活，是近年信道编码领域的研究热点，目前已广泛应用于深空通信、光纤通信、卫星数字视频和音频广播等领域。作为前向纠错编码(FEC)技术，LDPC码在多种高速通信标准中得到应用，如DVB-S2、WIMAX、WiFi、CCSDS等通信系统。2014年颁布的ISO/IEC/IEEE 802.3 Standard for Ethernet标准中，物理层的前向纠错码采用二进制的LDPC码。

其中《PTN设计暂行规定》中5.1节接口设计中规定：以太网接口的结构和物理规范应符合YD/T 1948.2-2009《传送网承载以太网(EoT)技术要求第2部分：以太网用户网络接口(UNI)和网络节点接口(NNI)》规范的接口类型和规范；OTN接口及指标应符合YD/T 1462-2006《光传输网络(OTN)接口》规范的接口类型和规范。该两篇标准中的以太网的物理规范都使用IEEE 802.3中相关规范，802.3中10GE的物理编码层(PCS)中使用LDPC(1723，2048)作为编码方式。

但是，目前使用IEEE 802.3中相关规范中给定的参考LDPC(1723，2048)作为编码方式，其纠错性能有待提高。在针对PTN的LDPC码校验矩阵的构造中，如何获取更高的编码增益和降低实现复杂度，同时提高LDPC码的纠错性能，是亟待解决的问题。

为了解决LDPC码的校验矩阵的存储复杂度的问题，中国专利文献CN102386933B公开的了一种准循环LDPC码校验矩阵的构造方法，根据汉诺塔数列确定基矩阵的每个位置偏移值，根据该偏移值确定基矩阵，在提升准循环LDPC码性能的同时，带来了存储复杂度的降低。中国专利文献CN 105207680 A公开了一种基于有限域本原元的准循环LDPC码的构造方法：确定码的参数，选择有限域中的两个本原元、基于本原元的基矩阵的构造、基矩阵的扩展和选择分块矩阵的子矩阵作为校验矩阵，从而降低了该码硬件实现复杂度；其中，构造基矩阵时基于有限域的乘群。在中国专利文献CN105207681A公开的一种基于有限域乘群中循环子群生成元的LDPC码构造方法中构造基矩阵时同样基于有限域的乘群。然而，采用基于有限域乘群构造基矩阵的DPC码构造方法中其存储复杂度仍需进一步的降低，且在降低实现复杂度的同时提高LDPC码的纠错性能，以及获取更高的编码增益。然而，现有技术中的LDPC码的构造方法均未具体针对PTN的特性。