[发明专利]极短码长准循环Ldpc码校验矩阵的构造方法

摘要

本发明涉及极短码长准循环Ldpc码校验矩阵的构造方法，该方法采用渐进添边算法保证了基矩阵具有最大的周长，首先利用渐进添边算法生成基矩阵，然后利用循环移位单位阵对基矩阵进行扩展，再利用快速四环检测及修正方法对扩展后的基矩阵进行优化；而现有的极短码长校验矩阵构造方法基矩阵为随机生成，然后经过逐列逐行判断并反复进行修改调整，调整规则为随机，花费的时间长且无规律可循，不易操作。此外，本发明创造性地提出了快速四环检测及修正法，运算次数少，实现简单。

主权项

1.一种极短码长准循环Ldpc码校验矩阵的构造方法，该方法包括以下步骤：第一步、根据列重、行重分布要求，利用渐进添边算法生成mb×nb维基矩阵，基矩阵由1和0元素组成；设校验矩阵维度为m×n，定义z＝m/mb＝n/nb，保证Tanner图具有最大的周长；第二步、对基矩阵进行修正，得到mb×nb维修正矩阵，修正规则为：0元素用‑1代替，1元素用随机数X代替，0≤X≤z‑1；第三步、对修正矩阵中各个元素用z维循环移位单位阵进行扩展，得到m×n维初始Ldpc码校验矩阵；扩展规则如下：修正矩阵中的‑1元素用z维单位阵Iz替换；修正矩阵中的非‑1元素用z维单位阵Iz的循环移位单位阵Iz’表示，首行循环移位次数为X，初始Ldpc码校验矩阵仅由1和0元素组成；第四步、利用快速四环检测及修正法对第三步生成的初始Ldpc码校验矩阵进行修正，消除四环，得到优化的极短码长Ldpc码校验矩阵；所述快速四环检测及修正法的具体步骤是：4‑1.统计初始Ldpc码校验矩阵各行中1元素的位置，记录得到二维数组V，二维数组V中的元素用V(j,i)表示，j为行数，i为列数,其中1≤j≤m,由于初始Ldpc码校验矩阵是修正矩阵经过循环移位单位阵扩展而来，所以1≤i≤n/z＝nb；4‑2.令j＝1,j’＝j+z,将二维数组V第j行与二维数组V的第j’行进行比较，判断两行中是否存在V(j,i1)、V(j,i2)、V(j’,i3)、V(j’,i4)，能满足V(j,i1)＝V(j’,i3)，并且V(j,i2)＝V(j’,i4)；若存在，执行步骤4‑3；若不存在，则当j≤(mb‑3)×z+1时令j＝j+z，重复执行步骤4‑2，直到j＝(mb‑3)×z+1为止，若重复上述过程均没有检测到四环，则该初始Ldpc码校验矩阵即为最优校验矩阵；4‑3.判断是否存在V(j,i12)，能满足V(j,i1)＜V(j,i12)＜V(j,i2)；若存在，则V(j,i1)、V(j,i2)、V(j’,i3)、V(j’,i4)不构成四环，重新执行步骤4‑2；若不存在，则继续执行步骤4‑4；4‑4.判断是否存在V(j’,i34)，能满足V(j’,i3)＜V(j’,i34)＜V(j’,i4)；若存在，则V(j,i1)、V(j,i2)、V(j’,i3)、V(j’,i4)不构成四环，重新执行步骤4‑2；若不存在，则继续执行步骤4‑5；4‑5.判断是否存在V(jx,i13)，j＜jx＜j’，能满足V(j,i1)＝V(jx,i13)；若存在，则V(j,i1)、V(j,i2)、V(j’,i3)、V(j’,i4)不构成四环，重新执行步骤4‑2；若不存在，则继续执行步骤4‑6；4‑6.判断是否存在V(jy,i24)，j＜jy＜j’，能满足V(j,i2)＝V(jy,i24)；若存在，则V(j,i1)、V(j,i2)、V(j’,i3)、V(j’,i4)不构成四环，重新执行步骤4‑2；若不存在，则V(j,i1)、V(j,i2)、V(j’,i3)、V(j’,i4)构成一个四环，执行步骤4‑7进行四环消除；4‑7.对初始Ldpc码校验矩阵第j行第i1列的1元素，找出其对应于修正矩阵里的X值，将X值加1或减1；4‑8.重复执行步骤4‑1～步骤4‑7，得到优化的校验矩阵。