CN102651652A - 生成码率兼容ldpc码及harq方案的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信的信道编码技术领域，特别涉及一种生成码率兼容准循环LDPC码方法及装置。所述方法包括：获得系统的低码率要求和高码率准循环LDPC码的度分布，设计低码率准循环LDPC码的度分布；确定构造低码率准循环LDPC码的过程中高码率准循环LDPC码中需要分解的校验节点和需要扩展的变量节点；基于构造方法和低码率准循环LDPC码对校验矩阵校验部分结构的限制，构造低码率准循环LDPC码的校验矩阵；并对获得的准循环LDPC码的校验比特进行交织，然后通过删余获得码率兼容码。实施例还提供了实施该方法的装置。并提出了基于所述码率兼容准循环LDPC码的HARQ方案。

Description

生成码率兼容LDPC码及HARQ方案的方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信的信道编码技术领域，特别涉及一种生成码率兼容LDPC码及生成HARQ方案的方法及装置。

背景技术

低密度一致校验(LDPC，low density parity check)码是Gallager于1962年提出的一种线性分组码，由于它的校验矩阵中”1”的个数较少，因此被称为低密度一致校验码，然后由Mackay在1996年重新提出并加以改进。除了可以用校验矩阵表示LDPC码之外，还可以用Tanner图(见图1)表示LDPC码，Tanner图和校验矩阵是直接对应的，由变量节点、校验节点和连接它们的边构成。每个校验节点z_i对应于校验矩阵的一行，每个变量节点x_i对应于校验矩阵的一列。当码字中某一比特包含在某一校验方程中，即校验矩阵中相应的位为1时，图1中的校验节点和变量节点之间存在连线。对于每个节点，与之相连的边数称为这个节点的度数。

LDPC码是目前采用较多的性能优良的一种信道编码技术，它的主要特点是支持迭代译码，因此译码性能接近香农容量限。LDPC码具有较低的译码复杂度，并且支持并行译码来提高译码器吞吐量，因此是下一代高速通信系统中一种较优的信道编码方案。

目前使用较多的是基于循环移位矩阵设计的准循环LDPC码，其校验矩阵H_m×n如图2所示，n是码长，m是码字中校验比特的个数，信息比特个数为k＝n-m。其中P_i，j是z×z的循环移位矩阵或者是零矩阵。校验矩阵H_m×n可以看作是由大小为m_b×n_b的二元基校验矩阵H_b按照扩展因子z扩展而来，其中n＝z×n_b，m＝z×m_b，z为整数。二元基矩阵扩展时，元素1用z×z右循环移位矩阵替换，元素0用z×z零阵替换。H_m×n中每个循环单位阵可由其向右循环移位量确定，可以把二元基校验矩阵信息和循环移位信息整合到一个基校验矩阵中，记为H_bm。H_bm和H_b维数相同，H_bm直接由H_b得到：将H_b中的0换成-1，定义成z×z零阵，1元素换成循环移位量。由H_bm可直接通过扩展因子扩展得到H_m×n。在构造准循环LDPC码时，以基校验矩阵为基础，通过确定循环移位矩阵的位置和循环移位量的大小以优化环分布来进行构造。

为了能够支持HARQ(Hybrid Automatic Repeat request混合自动重传)方案，所使用的基于循环移位矩阵设计的准循环LDPC码是一种码率兼容码，即高码率准循环LDPC码码字比特包含在低码率的准循环LDPC码码字比特中，仅需要一个生成装置和一个译码器就可以实现不同码率的编码和译码。

现有技术中利用扩展方法构造码率兼容准循环LDPC码，通过增加更多的校验比特，由高码率准循环LDPC码构造低码率准循环LDPC码，采用扩展方法获得的低码率准循环LDPC码中对应于高码率准循环LDPC码的校验节点的度数不能灵活调整，准循环LDPC码的性能有待优化。分解法是一种通过将高码率准循环LDPC码的度数高的校验节点分解为两个度数低的校验节点来构造低码率准循环LDPC码的方法，而且一般不会增加短环，甚至还有可能减少短环，提高低码率准循环LDPC码的围长。采用上述方法获得的低码率准循环LDPC码中对应于高码率准循环LDPC码的变量节点的度数不能灵活调整，编码的性能有待优化。

发明内容

本发明实施例提供一种码率兼容准循环低密度一致校验码的生成方法，保证当使用该方法获得低码率准循环低密度一致校验码中，对应于高码率准循环低密度一致校验码的校验节点的度数通过分解方法可以随着码率的降低而减少，对应于高码率准循环低密度一致校验码的变量节点的度数通过扩展方法可以随着码率的降低而增加，所述方法包括以下步骤：

获得系统的低码率要求和高码率准循环低密度一致校验码的度分布，设计低码率准循环低密度一致校验码的度分布；

根据所述的低码率准循环低密度一致校验码的度分布和高码率准循环低密度一致校验码的度分布，确定构造低码率准循环低密度一致校验码的基校验矩阵过程中高码率准循环低密度一致校验码中需要分解的基校验节点和需要扩展的变量节点；

基于构造方法和低码率准循环低密度一致校验码对二元基校验矩阵校验部分结构的限制，构造低码率准循环低密度一致校验码的校验矩阵。

本发明实施例还进一步提供一种生成码率兼容准循环低密度一致校验码的方法，所述方法包括：

获得系统的低码率要求和高码率准循环低密度一致校验码的度分布，设计低码率准循环低密度一致校验码的度分布；

根据所述的低码率准循环低密度一致校验码的度分布和高码率准循环低密度一致校验码的度分布，确定构造低码率准循环低密度一致校验码的基校验矩阵过程中高码率准循环低密度一致校验码中需要分解的校验节点和需要扩展的变量节点；

基于构造方法和低码率准循环低密度一致校验码对二元基校验矩阵校验部分结构的限制，构造低码率准循环低密度一致校验码的基校验矩阵；

获得低码率准循环低密度一致校验码并进行删余操作，获得码率兼容的准循环低密度一致校验码。

同时本发明实施例还提供一种准循环低密度一致校验码编码器，所述编码器包括：

检验矩阵生成单元，用于设计准循环低密度一致校验码的校验矩阵，其中低码率准循环低密度一致校验码的二元基校验矩阵的校验部分结构为：

其中，第一个校验比特对应的度数为4，h_b(0)＝1，h_b(m_b′-1)＝1，h_b(k)＝1，0＜k＜(m_b′-1)，m_b′＞m_b，m_b′表示高码率准循环低密度一致校验码经过分解后对应的校验节点数目，其余的高码率准循环低密度一致校验码对应的校验比特和分解方法产生的校验比特对应的度数取值范围为2≤i≤3，i代表校验比特对应的度数值，通过扩展方法产生的校验比特对应的度数为1。

同时本发明实施例提供一种基于码率兼容准循环低密度一致校验码的混合自动重传方法，所述方法为：

确定待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的起始位置及待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置，通过公式

F_k＝(SPID_k*L_k)mod(ParityLen)

确定待发送的校验比特在整个低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的起始位置，其中SPID_k表示子包指示值，L_k表示待发送的校验比特数目，ParityLen表示低码率准循环低密度一致校验码码字中校验比特的总数目，k表示重传次数，通过公式

S_k，i＝(F_k+i)mod(ParityLen)，i＝0，1，…L_k-1

确定待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置；

发送信息比特联同按照上述公式确定的校验比特组成的数据包。

进一步，提供一种基于码率兼容准循环低密度一致校验码混合自动重传的接收方法，所述方法包括：

确定接收数据包中对应于校验比特的数据在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的起始位置及对应于校验比特的数据在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置，通过公式

F_k＝(SPID_k*L_k)mod(ParityLen)

确定接收到数据包中对应于校验比特的数据在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的起始位置，其中SPID_k表示子包指示值，L_k表示发送的校验比特数目，ParityLen表示低码率准循环低密度一致校验码码字中校验比特的总数目，k表示重传次数，通过公式

S_k，i＝(F_k+i)mod(ParityLen)，i＝0，1，…L_k-1

确定接收数据包中对应于校验比特的数据在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置；

对接收到的数据包进行译码，如果译码正确发送确认反馈信号，如果译码不正确则发送未确认信号。

进一步，提供一种低密度一致校验码生成装置，所述生成装置包括：

度分布确定单元，基于高码率准循环低密度一致校验码的度分布情况，设计低码率准循环低密度一致校验码的度分布，所述高码率准循环低密度一致校验码的二元基校验矩阵的校验部分具有双对角结构；

计算单元，用于根据所述的低码率准循环低密度一致校验码的度分布和高码率准循环低密度一致校验码的度分布，确定构造低码率准循环低密度一致校验码的基校验矩阵过程中高码率准循环低密度一致校验码中需要分解的校验节点和需要扩展的变量节点；

校验矩阵生成单元，基于构造方法和低码率准循环低密度一致校验码对二元基校验矩阵校验部分结构的限制，构造低码率准循环低密度一致校验码的基校验矩阵。

另一种码率兼容准循环低密度一致校验码生成装置，所述生成装置包括：

度分布确定单元，基于高码率准循环低密度一致校验码的度分布情况，设计低码率准循环低密度一致校验码的度分布，所述高码率准循环低密度一致校验码的二元基校验矩阵的校验部分具有双对角结构；

计算单元，用于根据所述的低码率准循环低密度一致校验码的度分布和高码率准循环低密度一致校验码的度分布，确定构造低码率准循环低密度一致校验码的基校验矩阵过程中高码率准循环低密度一致校验码中需要分解的校验节点和需要扩展的变量节点；

校验矩阵生成单元，基于构造方法和低码率准循环低密度一致校验码对二元基校验矩阵校验部分结构的限制，构造低码率准循环低密度一致校验码的基校验矩阵；

删余操作单元，用于对低码率准循环低密度一致校验码进行删余操作而获得系统需要的不同码率准循环低密度一致校验码，从而获得码率兼容的准循环低密度一致校验码。

本发明实施例还提供一种发送端装置，所述发送端装置包括：

位置计算单元，其用于通过公式

F_k＝(SPID_k*L_k)mod(ParityLen)

确定待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的起始位置，其中SPID_k表示子包指示值，L_k表示待发送的校验比特数目，ParityLen表示低码率准循环低密度一致校验码码字中校验比特的总数目，k表示重传次数，通过公式

S_k，i＝(F_k+i)mod(ParityLen)，i＝0，1，…L_k-1

确定待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置；

发送单元，用于发送信息比特及按照上述公式确定的校验比特组成的数据包。

进一步提供一种接收端装置，所述装置包括：

位置计算单元，其用于通过公式

F_k＝(SPID_k*L_k)mod(ParityLen)

确定接收数据包中对应于校验比特的数据在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的起始位置，其中SPID_k表示子包指示值，L_k表示发送的校验比特数目，ParityLen表示低码率的准循环低密度一致校验码码字中校验比特的总数目，k表示重传次数，通过公式

S_k，i＝(F_k+i)mod(ParityLen)，i＝0，1，…L_k-1

确定接收到数据包中对应于校验比特的数据在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置；

译码单元，用于对接收到的数据包进行译码；

反馈信号发送单元，用于发送反馈信号给发送端，如果译码正确发送确认反馈信号，如果译码不正确则发送未确认信号。

采用本发明实施例提供的方法和装置，利用联合分解方法和扩展方法来构造码率兼容的准循环低密度一致校验码，当使用该方法获得低码率码中，对应于高码率准循环低密度一致校验码的校验节点的度数通过分解方法可以随着码率的降低而减少，对应于高码率准循环低密度一致校验码的变量节点的度数通过扩展方法可以随着码率的降低而增加；同时基于校验比特交织方法以优化删余方式，然后通过删余来获得不同码率的准循环低密度一致校验码，进而生成了码率兼容的准循环低密度一致校验码。基于以上方法设计出来的准循环低密度一致校验码基础上提出了相应的支持HARQ方案，收发两端控制开销较少，而且改善了整个系统的性能。

附图说明

图1为LDPC码的Tanner图表示；

图2为准循环LDPC码的校验矩阵结构图；

图3为本发明实施例生成LDPC码方法流程图；

图4为实施例中高码率准循环LDPC码的二元基校验矩阵的校验部分结构图；

图5为实施例中构造出来的低码率准循环LDPC码的二元基校验矩阵的校验部分结构图；

图6为实施例中低码率准循环LDPC码码字结构；

图7交织后获得的低码率码码字结构；

图8为本发明实施例设计的HARQ流程图；

图9为本发明实施例提供LDPC码编码器一实施例框图；

图10为本发明实施例还提供了LDPC码生成装置又一实施例框图；

图11为本发明实施例提供一种发送端装置框图；

图12为本发明实施例提供一种接收端装置框图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种生成准循环低密度一致校验(LDPC，low densityparity check)码的方法。该方法由高码率准循环低密度一致校验LDPC码设计码率兼容准循环LDPC码，首先由高码率准循环LDPC码的基校验矩阵按照联合分解方法和扩展方法设计系统所需的低码率准循环LDPC码的基校验矩阵，并通过扩展因子扩展为低码率准循环LDPC码的校验矩阵；然后，对所设计的低码率准循环码的校验比特进行交织操作如下：对所设计的低码率准循环LDPC码对应于高码率准循环LDPC码的校验比特和分解方法产生的校验比特以扩展因子为单位进行分块，然后对生成的校验块进行交织，最后将信息比特和交织后的校验块和扩展方法产生的校验比特复用成一个低码率准循环LDPC码码字；最后通过对复用后的低码率准循环LDPC码进行删余操作，获得系统需要的不同码率准循环LDPC码，从而获得码率兼容的准循环LDPC码。

参阅图3，本发明实施例生成码率兼容准循环LDPC码方法流程图，该方法流程如下：

S301，获得系统的低码率要求和高码率准循环LDPC码的度分布，设计低码率准循环LDPC码的度分布。在本实施例中采用的高码率准循环LDPC码的二元基校验矩阵的校验部分具有双对角结构，并且第一个校验比特对应的度为3。具体实例如图4所示，其中h_b(0)＝1，h_b(m_b-1)＝1，h_b(k)＝1，0＜k＜(m_b-1)，m_b表示分解前的校验节点数目。

S302，根据所述的低码率准循环LDPC码的度分布和高码率准循环LDPC码的度分布，确定构造低码率准循环LDPC码的基校验矩阵过程中高码率准循环LDPC码中需要分解的校验节点和需要扩展的变量节点。

S303，基于构造方法和低码率准循环LDPC码对二元基校验矩阵校验部分结构的限制，构造低码率准循环LDPC码的基校验矩阵，并通过扩展因子扩展为低码率准循环LDPC码的校验矩阵。本实施例中所述的构造方法采用渐进边增长的方法。

在构造低码率准循环LDPC码的基校验矩阵的过程中，首先考虑低码率准循环LDPC码对二元基校验矩阵的校验部分结构的限制，然后基于渐进边增长方法和所述的高码率准循环LDPC码中需要分解的校验节点和需要扩展的变量节点对高码率准循环LDPC码的基校验矩阵进行分解和扩展操作以构造低码率准循环LDPC码的基校验矩阵，操作过程中，

对于低码率准循环LDPC码的校验比特对应的变量节点，按照低码率准循环LDPC码对二元基校验矩阵校验部分结构的限制，采用渐进边增长方法选择循环移位矩阵的位置和相应的循环移位值以优化环分布来进行构造；

对于低码率准循环LDPC码的每个信息比特对应的变量节点，存在以下四种情况：

如果变量节点仅参与了高码率准循环LDPC码的基校验矩阵中需要分解的校验节点的校验，则用渐进边增长方法来选择较好的分解方式以优化环分布，并且尽可能保证分解后的低码率准循环LDPC码的校验节点具有尽可能少的不同度数；

如果变量节点仅需要扩展，则基于渐进边增长方法选择扩展的循环移位矩阵的位置和相应的循环移位值以优化环分布，并且保证扩展后的低码率准循环LDPC码的校验节点具有尽可能少的不同度数；

如果变量节点不仅需要扩展，并且参与了高码率准循环LDPC码的基校验矩阵中需要分解的校验节点的校验，则需要同时采用上面两种方法来优化不同扩展因子下的环分布，并且尽可能保证扩展和分解后的低码率准循环LDPC码的校验节点具有尽可能少的不同度数；

如果变量节点既不需要扩展，也没有参与高码率准循环LDPC码的基校验矩阵中需要分解的校验节点的校验，继续判断其它的变量节点；

对每一变量节点均作上述判断及相应操作，直到判断完所有的信息比特对应的变量节点。

在本实施例中，低码率准循环LDPC码的二元基校验矩阵的校验部分结构如图5所示。其中，第一个校验比特对应的度数为4，h_b(0)＝1，h_b(m_b′-1)＝1，h_b(k)＝1，0＜k＜(m_b′-1)，m_b′＞m_b，m_b′表示高码率准循环LDPC码经过分解后对应的校验节点数目，其余的高码率准循环LDPC码对应的校验比特和分解方法产生的校验比特对应的度数取值范围为2≤i≤3，i代表校验比特对应的度数值，度数值可以通过密度进化理论来确定；通过扩展方法产生的校验比特对应的度数为1。

S304，对于基于上述方法获得的低码率准循环LDPC码的校验比特进行交织操作。

基于上述方法构造的低码率准循环LDPC码的校验比特由三部分组成：即高码率准循环LDPC码对应的校验比特，基于分解方法产生的校验比特和基于扩展方法产生的校验比特。

联合分解和扩展后获得的低码率准循环LDPC码码字结构如图6所示，包括信息部分、高码率准循环LDPC码对应的校验比特和分解方法产生的校验比特、扩展方法产生的校验比特。

首先对高码率准循环LDPC码对应的校验比特和基于分解方法产生的校验比特以扩展因子为单位进行分块；然后对生成的校验块进行交织，同时保证高码率准循环LDPC码的校验块位于分解方法产生的校验块之前，交织的原则是基于删余过后获得的等效基校验矩阵中，保证具有不同度数值的校验节点的数目尽可能少；最后将信息比特和交织后的校验块和扩展方法产生的校验比特复用成一个低码率准循环LDPC码码字。

交织后获得的低码率准循环码码字结构如图7所示，其中包括信息部分、交织后获得的校验比特、扩展方法产生的校验比特。

S305，对交织后获得的低码率准循环LDPC码进行删余操作，获得系统需要的不同码率准循环LDPC码，获得码率兼容的准循环LDPC码。

在具体的实施中，可以不对低码率准循环码进行交织操作，对基于S301至S303步所获得的准循环LDPC码进行删余操作而获得系统需要的不同码率准循环LDPC码，从而获得码率兼容的准循环LDPC码。

由于不同的码长下采用不同的基校验矩阵，这样会增加系统的存储要求，为了要减少系统的存储量，准循环LDPC码一般采用对应于最大码长下的基校验矩阵来表示，然后由不同码长下对应的扩展因子对循环移位量进行修正，获得修正的基校验矩阵，然后通过相应的扩展因子扩展得到所需的码长下的准循环LDPC码校验矩阵。

为了获得不同码长下的基校验矩阵，在上述步骤S303获得低码率准循环LDPC码的基校验矩阵后使用扩展因子对循环移位量进行修正，获得修正的基校验矩阵，再通过相应的扩展因子扩展得到所需码长下的低码率准循环LDPC码的校验矩阵。

相应的，在考虑应用到不同码长的情况下，对于低码率准循环LDPC码的校验比特对应的变量节点，按照低码率准循环LDPC码对二元基校验矩阵校验部分结构的限制，采用渐进边增长方法选择循环移位矩阵的位置和相应的循环移位值以优化不同码长下的环分布来进行构造；

对于低码率准循环LDPC码的每个信息比特对应的变量节点的操作为：

如果变量节点仅参与了高码率准循环LDPC码的基校验矩阵中需要分解的校验节点的校验，则用渐进边增长方法来选择较好的分解方式以优化不同码长下的环分布，并且尽可能保证分解后的低码率准循环LDPC码的校验节点具有尽可能少的不同度数；

如果变量节点仅需要扩展，则基于渐进边增长方法选择扩展的循环移位矩阵的位置和相应的循环移位值以优化不同码长下的环分布，并且保证扩展后的低码率准循环LDPC码的校验节点具有尽可能少的不同度数；

如果变量节点不仅需要扩展，并且参与了高码率准循环LDPC码的基校验矩阵中需要分解的校验节点的校验，则需要同时采用上面两种方法来优化不同码长下的环分布，并且尽可能保证扩展和分解后的低码率准循环LDPC码的校验节点具有尽可能少的不同度数；

如果变量节点既不需要扩展，也没有参与高码率准循环LDPC码的基校验矩阵中需要分解的校验行的校验，继续判断其它的变量节点；

对每一变量节点均作上述判断及相应操作，直到判断完所有信息比特对应的变量节点。

根据本发明方法构造的码率兼容准循环LDPC码，在此基础上进一步提出基于上述码率兼容准循环LDPC码的HARQ方案。

本发明实施例中提出的计算待发送校验比特在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的起始位置的公式如下，

F_k＝(SPID_k*L_k)mod(ParityLen)        (1)

其中SPID_k表示子包指示值(SPID_k的取值为0、1、2或3)，L_k表示发送的校验比特数目，ParityLen表示低码率准循环LDPC码码字中校验比特的总数目，k表示重传次数。

计算待发送的每个校验比特在低码率准循环LDPC码码字中校验比特中的具体位置的公式如下，

S_k，i＝(F_k+i)mod(ParityLen)，i＝0，1，…L_k-1     (2)

其中S_k，i表示待发送的每个校验比特在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的具体位置。同样，在接收端，用上述方法计算出所接收到的每个检验比特在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的具体位置。

可以看出，根据上述公式接收端可以在不依赖以前发送的校验比特的位置前提下，计算出当前发送的每个校验比特在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的具体位置。

具体的设计方案，参阅图8，本发明实施例设计的HARQ流程图，

S801，确定待发送的校验比特在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的起始位置和待发送的每个校验比特在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的具体位置。

首次发送时，SPID_k＝0＝0(k＝0表示首次发送)，根据需发送的校验比特数目，通过公式(1)确定待发送的校验比特在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的起始位置，然后通过公式(2)进一步确定待发送的每个校验比特在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的具体位置。将信息比特与按照上述公式确定的校验比特组成数据包，然后发送所述数据包，HARQ传输开始，记录一次发送次数，即本次发送所述数据包后k＝1。

S802，接收端进行译码，判断译码是否正确，如果接收端正确译码，向发送端反馈ACK(确认)信号，则发送端执行S803，接收所述ACK信号；否则向发送端反馈NACK(未确认)信号，则发送端执行S804，接收所述NACK信号。

发送端接收到ACK信号后执行S806，发送端发送其它新的码字比特，本次HARQ传输结束；接收到NACK信号后执行S605，判断是否达到最大重传次数。

若是达到最大重传次数，则执行S806发送端发送其它新的码字比特，本次HARQ传输结束。

若没有达到最大重传次数，则执行S607，根据SPID_k和L_k值，通过公式(1)确定待发送的校验比特在低码率准循环LDPC码码字的起始位置，然后通过公式(2)进一步确定待发送的每个校验比特在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的具体位置，发送相应的比特组成的数据包，进行重传，每重传一次后对k值加1。

在发送相应的数据包进行重传时，有三种方案。方案一为在重传时，重传数据包与首次发送的数据包的内容相同，其中待发送的校验比特可以通过公式(1)(其中SPID_k＝0，L_k＝L₀)确定，发送该数据包，每次重传均发送信息比特和与首次发送相同的校验比特。方案二为重传时根据SPID_k和L_k值，通过公式(1)及公式(2)计算出待发送的校验比特在低码率准循环LDPC码码字的起始位置与待发送的每个校验比特在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的具体位置，然后由待发送的校验比特组成数据包，发送该数据包，每次重传时仅发送所选择的校验比特。方案三为重传时根据SPID_k及L_k值，通过公式(1)及公式(2)计算出待发送的校验比特在低码率准循环LDPC码码字的起始位置与待发送的每个校验比特在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的具体位置，然后信息比特与待发送的校验比特组成数据包，发送该数据包，每次重传时不仅发送所选择的校验比特，而且也发送信息比特。

在接收端，其接收的方法为：

接收发送端发送的数据包，所述数据包括信息比特及校验比特的信息，根据系统控制信息提供的所述接收到的数据中校验比特数目L_k值和SPID_k值，计算出所接收到数据包中对应于的每个校验比特的每个数据在整个低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的具体位置。首次接收时对当前接收到的数据包进行译码，非首次接收时将当前接收到的数据包和之前接收到的数据包进行合并，组合成一个码字进行译码。根据译码的正确与否向发送端反馈应答信息。如果正确译码，向发送端反馈ACK信号；如果没有正确译码则向发送端反馈NACK信号。

为了实施上面的方法，本发明实施例还提供相关装置以便实现上述方法。

如图9所示，本发明实施例提供一种LDPC码编码器900，所述编码器900包括：

检验矩阵生成单元902，用于设计码率兼容LDPC码的校验矩阵，准循环低码率LDPC码的二进制基校验矩阵的校验部分结构如图5所示。其中，第一个校验比特对应的度数为4，h_b(0)＝1，h_b(m_b′-1)＝1，h_b(k)＝1，0＜k＜(m_b′-1)，m_b′＞m_b，m_b′表示高码率准循环LDPC码经过分解后对应的校验节点数目，其余的高码率准循环LDPC码对应的校验比特和分解方法产生的校验比特对应的度数取值范围为2≤i≤3，i代表校验比特对应的度数值，通过扩展方法产生的校验比特对应的度数为1。

如图10所示，本发明实施例还提供了一种准循环LDPC码的生成装置1000，所述生成装置包括：

度分布确定单元1002，基于高码率准循环LDPC码的度分布情况，设计低码率准循环LDPC码的度分布，所述高码率准循环LDPC码的二元基校验矩阵的校验部分具有双对角结构，并且第一个校验位的度为3；具体实例如图4所示，其中h_b(0)＝1，h_b(m_b-1)＝1，h_b(k)＝1，0＜k＜(m_b-1)，m_b表示分解前的校验节点数目。

计算单元1004，用于根据所述的低码率准循环LDPC码的度分布和高码率准循环LDPC码的度分布，确定构造低码率准循环LDPC码的基校验矩阵过程中高码率准循环LDPC码中需要分解的校验节点和需要扩展的变量节点；

校验矩阵生成单元1006，基于构造方法和低码率准循环LDPC码对二元基校验矩阵校验部分结构的限制，构造低码率准循环LDPC码的基校验矩阵，低码率准循环LDPC码的二元基校验矩阵的校验部分结构如图5所示，其中，第一个校验比特对应的度数为4，h_b(0)＝1，h_b(m_b′-1)＝1，h_b(k)＝1，0＜k＜(m_b′-1)，m_b′＞m_b，m_b′表示高码率准循环LDPC码经过分解后对应的校验节点数目，其余的高码率准循环LDPC码对应的校验比特和分解方法产生的校验比特对应的度数取值范围为2≤i≤3，i代表校验比特对应的度数值，通过扩展方法产生的校验比特对应的度数为1；

该校验矩阵生成单元1006还包括一扩展模块，其用于对所述准循环LDPC码的基校验矩阵通过扩展因子扩展为低码率准循环LDPC码的校验矩阵。

编码单元1010，用于基于所述准循环LDPC码的校验矩阵进行编码，获得准循环LDPC码；

交织单元1008，用于对于基于上述方法获得的低码率准循环LDPC码的校验比特进行交织。交织操作的步骤为：首先对高码率准循环LDPC码对应的校验比特和基于分解方法产生的校验比特以扩展因子为单位进行分块；然后对生成的校验块进行交织，同时保证高码率准循环LDPC码的校验块位于分解方法产生的校验块之前，交织的原则是基于删余过后获得的等效基校验矩阵中，保证具有不同度数值的校验节点的数目尽可能少；最后将信息比特和交织后的校验块和扩展方法产生的校验比特复用成一个低码率准循环LDPC码码字。

删余操作单元1012，用于对低码率准循环LDPC码进行删余操作而获得系统需要的不同码率准循环LDPC码，获得码率兼容的准循环LDPC码。

为了实现对多码长需求的支持，该生成装置还包括一码长修正单元1014，该码长修正单元用于对所述构造出的低码率准循环LDPC码的基校验矩阵使用不同码长下对应的扩展因子对循环移位量进行修正，获得修正的基校验矩阵。

如图11所示，本发明实施例还提供一种发送端装置1100。

该发送端装置1100包括：

位置计算单元1102，其用于通过公式

F_k＝(SPID_k*L_k)mod(ParityLen)

确定待发送的校验比特在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的起始位置，其中SPID_k表示子包指示值(SPID_k的取值为0、1、2或3)，L_k表示发送的校验比特数目，ParityLen表示低码率准循环LDPC码码字中校验比特的总数目，k表示重传次数，通过公式

S_k，i＝(F_k+i)mod(ParityLen)，i＝0，1，…L_k-1

确定待发送的每个校验比特在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的具体位置；

发送单元1104，用于发送信息比特联同按照上述公式确定的校验比特组成的数据包。

该装置还包括接收单元1108，用于接收从接收端发送的反馈信息；及判断单元1106，用于判断接收单元1108所接收的反馈信息的类型。

如图12所示本发明实施例还提供了一种接收端装置1200，配合上述发送端装置1100工作。所述接收端装置包括：

数据包接收单元1202，用于接收来自发送端的数据包；计算单元1204，其用于通过公式

F_k＝(SPID_k*L_k)mod(ParityLen)

确定接收数据包中的校验比特在整个低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的起始位置，其中SPID_k表示子包指示值(SPID_k的取值为0、1、2或3)，L_k表示发送的校验比特数目，ParityLen表示低码率的准循环LDPC码码字中校验比特的总数目，k表示重传次数，通过公式

S_k，i＝(F_k+i)mod(ParityLen)，i＝0，1，…L_k-1

确定接收数据包中对应于校验比特的每个数据在低码率准循环LDPC码码字的校验比特中的具体位置；

译码单元1206，用于对接收到的数据包进行译码；

合并单元1208，用于将当前接收到的数据包和之前接收到的数据包进行合并，组合成一个码字进行译码；

反馈信号发送单元1210，用于发送反馈信号给发送端，如果译码正确发送ACK信号，如果译码不正确则发送NACK信号。

利用联合分解方法和扩展方法来构造码率兼容准循环LDPC码，当使用该方法获得低码率准循环LDPC码，对应于高码率准循环LDPC码的校验节点的度数通过分解方法可以随着码率的降低而减少，对应于高码率准循环LDPC码的变量节点的度数通过扩展方法可以随着码率的降低而增加；同时基于校验比特交织方法以优化删余方式，然后通过删余来获得不同码率的准循环LDPC码，进而生成了码率兼容的准循环LDPC码。基于以上方法设计出来的码率兼容准循环LDPC码基础上提出了相应的支持HARQ方案，收发两端控制开销较少，改善了整个系统的性能。

Claims (11)

1.一种基于码率兼容准循环低密度一致校验码的混合自动重传方法，其特征在于，所述方法为：

确定待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的起始位置及待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置，通过公式

F_k＝(SPID_k*L_k)mod(ParityLen)   (a)

确定待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的起始位置，其中SPID_k表示子包指示值，L_k表示待发送的校验比特数目，ParityLen表示低码率准循环低密度一致校验码码字中校验比特的总数目，k表示重传次数，通过公式

S_k，i＝(F_k+i)mod(ParityLen)，i＝0，1，…L_k-1  (b)

确定待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置；

发送信息比特联同按照上述公式确定的校验比特组成的数据包。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法还包括：

接收反馈信息；

如果接收到的反馈信息为确认信号，继续发送新码字。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：“接收反馈信息；

如果接收到的反馈信息为未确认信号，则判断是否达到最大重传次数；

如果达到最大重传次数则继续发送新的码字，

如果未达到最大重传次数，再次确定待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的起始位置及待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置，发送相应的比特组成的数据包。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述如果未达到最大重传次数，再次确定待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的起始位置及待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置，发送相应的比特组成的数据包为：

重传数据包与首次发送的数据包的内容相同，其中待发送的校验比特通过公式(a)(其中SPID_k＝0，L_k＝L₀)确定，发送该数据包；或

重传时根据SPID_k和L_k值，通过公式(a)及公式(b)计算出待发送校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的起始位置与待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置，然后由待发送的校验比特组成数据包，发送该数据包；或

重传时根据SPID_k及L_k值，通过公式(a)及公式(b)计算出发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的起始位置与待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置，然后信息比特与待发送的校验比特组成数据包，发送该数据包。

5.一种基于码率兼容准循环低密度一致校验码混合自动重传的接收方法，其特征在于，所述方法包括：

确定接收数据包中对应于校验比特的数据在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的起始位置及对应于校验比特的数据在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置，通过公式

F_k＝(SPID_k*L_k)mod(ParityLen)

确定接收到数据包中对应于校验比特的数据在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的起始位置，其中SPID_k表示子包指示值，L_k表示发送的校验比特数目，ParityLen表示低码率准循环低密度一致校验码码字中校验比特的总数目，k表示重传次数，通过公式

S_k，i＝(F_k+i)mod(ParityLen)，i＝0，1，…L_k-1

确定接收数据包中对应于校验比特的数据在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置；

对接收到的数据包进行译码，如果译码正确发送确认反馈信号，如果译码不正确则发送未确认信号。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，如果非第一次接收到数据，则将当前接收到的数据包和之前接收到的数据包进行合并，组合成一个码字进行译码。

7.一种发送端装置，其特征在于，所述发送端装置包括：

位置计算单元，其用于通过公式

F_k＝(SPID_k*L_k)mod(ParityLen)100

确定待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的起始位置，其中SPID_k表示子包指示值，L_k表示待发送的校验比特数目，ParityLen表示低码率准循环低密度一致校验码码字中校验比特的总数目，k表示重传次数，通过公式

S_k，i＝(F_k+i)mod(ParityLen)，i＝0，1，…L_k-1

确定待发送的校验比特在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置；

发送单元，用于发送信息比特及按照上述公式确定的校验比特组成的数据包。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

接收单元，用于接收从接收端发送的反馈信息。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

判断单元，用于判断接收单元所接收的反馈信息的类型。

10.一种接收端装置，其特征在于，所述装置包括：

数据包接收单元，用于接受来自发送端的数据包；

计算单元，其用于通过公式

F_k＝(SPID_k*L_k)mod(ParityLen)

确定接收数据包中对应于校验比特的数据在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的起始位置，其中SPID_k表示子包指示值，L_k表示发送的校验比特数目，ParityLen表示低码率的准循环低密度一致校验码码字中校验比特的总数目，k表示重传次数，通过公式

S_k，i＝(F_k+i)mod(PariLen)，i＝0，1，…L_k-1

确定接收数据包中对应于校验比特的数据在低码率准循环低密度一致校验码码字的校验比特中的具体位置；

译码单元，用于对接收到的数据包进行译码；

反馈信号发送单元，用于发送反馈信号给发送端，如果译码正确发送确认反馈信号，如果译码不正确则发送未确认信号。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

合并单元，用于将当前接收到的数据包和之前接收到的数据包进行合并，组合成一个码字进行译码。

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