CN102957435A - Ldpc码校验矩阵的构造方法、装置和编码方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提出了一种LDPC码校验矩阵的构造方法，包括：构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT，其中MB＝M/K，NB＝N/K，M＝N(1-R)，K为过度基础矩阵的扩张比，K∈Φ，Φ为M和N的公因子的集合；用K×K维的矩阵替换过度基础矩阵BT中的元素，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的过度矩阵HT；去除过度矩阵HT中至少一个K×K维的矩阵的至少一个元素“1”以获得检验矩阵H，校验矩阵H具有优化的行重分布和/或列重分布，用于进行LDPC码的编码和/或译码。还提出了一种LDPC码校验矩阵的构造装置和编码方法及系统。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，具体而言，本发明涉及低密度奇偶校验(LDPC)码校验矩阵的构造方法、装置和编码方法及系统。
背景技术
香农(Shannon)在著名的“通信的数学理论”中，阐明了在有噪声信道中实现可靠传输的途径是编码。他提出了有噪声信道中信息可传输的最大速率，即信道容量；同时也推导出了信息可无错误传输所需的最小信噪比值，被称为Shannon极限。虽然Shannon的信道编码理论给出了最佳编码的极限性能，但并没有给出具体的编码方案。以此为基础，人们一直致力于寻找性能上接近Shannon极限的编码方案。
LDPC码最早由加拉格尔(Gallager)提出，是一种校验矩阵非常稀疏的线性分组码。也就是说，其校验矩阵中只有非常少量的非“0”元素(对于二进制码来说，非“0”元素即为“1”元素)。Mackay等人的进一步研究表明，LDPC码的性能在消息传递(MP)迭代译码算法下可以接近Shannon极限。
目前，LDPC码正被越来越多的应用于各种通信系统中。中国移动多媒体广播(CMMB)系统就采用了LDPC码的信道编码方案。CMMB系统通过卫星和地面基站实现天地一体的大面积广播覆盖，传送多路音视频广播业务。用户可以用终端实现移动接收。由于卫星信号功率受限，同步卫星轨道在36000公里高空，下行信号的路径损耗严重，导致接收终端的链路余量很小。因此，需要设计性能优秀的LDPC码。此外，实际的通信系统还需要低的编、译码器实现复杂度。采用计算机搜索的方法虽然可以随机或者类随机的生成性能优秀的LDPC码，但由于校验矩阵的随机性，需要大量的存储器对其进行存储。又由于LDPC码的码长较长，编码器的实现非常复杂度。又由于LDPC码的码长较长，编码器的实现非常复杂度。采用数学的方法对LDPC码进行构造，则可以通过附加一定的约束条件，使其校验矩阵具有一定的结构。
而且，校验矩阵的每一行中“1”的数目称为该行的“行度”，校验矩阵的每一列中“1”的数目称为该列的“列度”。如果满足以下条件：其校验矩阵所有行的行度相同，所有列的列度也相同，那么这个LDPC码称为规则LDPC码。校验矩阵的行度不完全相同或者列度不完全相同的LDPC码，称为非规则LDPC码。有研究表明，非规则LDPC码性能优于规则LDPC码。优选非规则LDPC码的重要方法之一是优化行度和列度的分布。
准循环LDPC码因为降低了编译码器的复杂度，被广泛应用。为了获得结构化设计，准循环LDPC码将整个校验矩阵分为方型子阵，每个子阵通常成为一个“块”，每个子阵满足循环矩阵定义。通常，有限码长LDPC码的行度分布和列度分布是对于优选度分布的近似，而由于准循环LDPC码的“分块”结构，使得准循环LDPC码的度分布往往不能获得较为准确的近似，从而影响了码集的性能。
发明内容
本发明旨在至少解决或减缓上述技术缺陷之一，特别是通过本发明提出的LDPC码的校验矩阵构造方法，构造出任意码率的性能优秀的LDPC码，解决校验矩阵的存储问题，有效降低编码器的实现复杂度。
为了达到上述目的，本发明的一方面提出了一种LDPC码校验矩阵的构造方法，包括以下步骤：
构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT，其中MB＝M/K，NB＝N/K，M＝N(1-R)，K为过度基础矩阵的扩张比，K∈Φ，Φ为M和N的公因子的集合；
用K×K维的矩阵替换过度基础矩阵BT中的元素，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的过度矩阵HT；
去除过度矩阵HT中至少一个K×K维的矩阵的至少一个元素“1”，以获得检验矩阵H，所述校验矩阵H具有优化的行重分布和/或列重分布，用于进行LDPC码的编码和/或译码。
本发明另一方面提出了一种LDPC码校验矩阵的构造装置，包括过度基础矩阵构造单元、过度矩阵扩张单元和检验矩阵生成单元，其中：
过度基础矩阵构造单元，用于构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT，其中MB＝M/K，NB＝N/K，M＝N(1-R)，K为过度基础矩阵的扩张比，K∈Φ，Φ为M和N的公因子的集合；
过度矩阵扩张单元，用于用K×K维的矩阵替换过度基础矩阵BT中的元素，将过度基础矩阵BB扩张为M×N维的过度矩阵HB；
检验矩阵生成单元，用于去除过度矩阵HB中至少一个K×K维的矩阵的至少一个元素“1”，以获得检验矩阵H，所述校验矩阵H具有优化的行重分布和/或列重分布，用于进行LDPC码的编码和/或译码。
本发明的另一方面还提出了一种LDPC码的编码方法，包括以下步骤：
将校验矩阵H分为两个子矩阵H＝[HmHp]，其中Hm为M×(N-M)维的子矩阵，Hp为M×M维的子矩阵，计算Hp-1和Hp-1Hm，所述校验矩阵H通过以下方式得到：
构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT，其中MB＝M/K，NB＝N/K，M＝N(1-R)，K为过度基础矩阵的扩张比，K∈Φ，Φ为M和N的公因子的集合；
用K×K维的矩阵替换过度基础矩阵BT中的元素，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的过度矩阵HT；
去除过度矩阵HT中至少一个K×K维的矩阵的至少一个元素“1”，以获得检验矩阵H，所述校验矩阵H具有优化的行重分布和/或列重分布，用于进行LDPC码的编码和/或译码。
本发明的另一方面还提出了一种LDPC码的编码系统，包括LDPC码校验矩阵的构造装置、编码矩阵存储单元、校验序列计算单元以及码字序列生成单元，
LDPC码校验矩阵的构造装置，用于构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT，其中MB＝M/K，NB＝N/K，M＝N(1-R)，K为过度基础矩阵的扩张比，K∈Φ，Φ为M和N的公因子的集合，并用K×K维的矩阵替换过度基础矩阵BT中的元素，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的过度矩阵HT，去除过度矩阵HT中至少一个K×K维的矩阵的至少一个元素“1”，以获得M×N维的检验矩阵H；
编码矩阵存储模块，用于存储编码矩阵的结构，将由LDPC码校验矩阵的构造装置构造的M×N维的校验矩阵H分为两个子矩阵H＝[HmHp]，其中Hm为M×(N-M)维的子矩阵，Hp为M×M维的子矩阵，所述编码矩阵存储模块用于存储矩阵Hp-1Hm的结构，所述Hp-1Hm具有分块循环的结构，可以以块为单位进行存储；
校验序列计算模块，用于将输入的信息序列m与矩阵(Hp-1Hm)T相乘，得到校验序列p；
码字序列生成模块，用于将信息序列m和校验序列p组合成码字序列c并输出。
本发明提出的技术方案可以构造出任意码率的性能优秀的LDPC码。此外，本发明提出的技术方案还解决了校验矩阵的存储问题，有效降低了编码器的实现复杂度。本发明提出的技术方案构造的LDPC码可以与CMMB系统的物理层结构完全兼容，能有效的提高系统的链路余量。
而且，本发明提出的技术方案还解决了准循环LDPC码的度分布问题，并增强了码集的性能。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的LDPC码校验矩阵的构造方法的流程图；
图2为本发明实施例1的过度基础矩阵BT扩张为过度矩阵HT的示意图；
图3为本发明实施例2的过度基础矩阵BT扩张为过度矩阵HT的示意图；
图4为本发明实施例1的LDPC码校验矩阵的构造装置结构示意图；
图5为本发明实施例的LDPC码的编码系统结构示意图；
图6为本发明实施例1的仿真示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
为了实现本发明之目的，本发明的实施例提出了一种LDPC码校验矩阵的构造方法.
如图1所示，包括以下步骤：
S101：构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT，其中MB＝M/K，NB＝N/K，M＝N(1-R)，K为过度基础矩阵的扩张比，K∈Φ，Φ为M和N的公因子的集合。
具体而言，构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT，包括以下步骤：
构造一个MB×NB维的过度基础矩阵BT，选择过度基础矩阵BT的每一行和每一列中“1”的数目，使得BT的行重和列重分布满足预定的节点度分布；
在行重和列重满足预定的节点度分布的前提下，选择过度基础矩阵BT中每一行和每一列中“1”的位置，使得BT的后MB列组成的MB×MB维的子矩阵满秩。
其中，过度基础矩阵BT的结构可以采用表的形式进行存储，表的每一行记录BT的每一行中“1”的位置。行的顺序可以任意，所构造的BT等价。
S102：用K×K维的矩阵替换过度基础矩阵BT中的元素，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的过度矩阵HT。
在一个实施例中，对过度基础矩阵BT进行扩张，包括以下几个步骤：
将过度基础矩阵BT中的“0”用K×K维的全“0”矩阵Z替换，将BT中的“1”用K×K维的循环置换矩阵P替换，其中，P中“1”的行号i和列号j满足j＝(i+k)modK，k为循环置换矩阵的偏移量，mod表示取模运算；
为每一个循环置换矩阵P选择一个偏移量。
在另一个实施例中，对过度基础矩阵BT进行扩张，包括以下几个步骤：
将过度基础矩阵BT中的“0”用K×K维的全“0”矩阵Z替换，将BT中的“1”用K×K维的代数置换矩阵P替换，其中，P中“1”的行号i和列号j满足j＝f(i)，其中f(i)是有限域或环上的置换多项式；
为每一个代数置换矩阵P选择一个偏移量。
其中，循环置换矩阵P和代数置换矩阵P的偏移量可以采用表的形式进行存储，表的每一行记录过度基础矩阵BT的每一行中“1”对应的循环置换矩阵的偏移量。对同一行的偏移量再加上某一个相同的偏移量q，即k′＝(k+q)modK，所构造的HT等价。
S103：去除过度矩阵HT中至少一个K×K维的矩阵的至少一个元素“1”，以获得检验矩阵H，所述校验矩阵H具有优化的行重分布和/或列重分布，用于进行LDPC码的编码和/或译码。
具体而言，在过度矩阵HT中，针对部分所述K×K维扩展矩阵，去除其中的部分元素“1”，优化H的度分布，接近目标度分布，获得校验矩阵H，然后校验矩阵H可以用于LDPC码的编码或译码。
在一个实施例中，对于置换矩阵P，选择行号连续的r个“1”，并将其从过度矩阵HT中删除，获得校验矩阵H，其中0＜r≤K。
在另一种实施例中，对于置换矩阵P，选择列号连续的r个“1”，并将其从过度矩阵HT中删除，获得校验矩阵H，其中0＜r≤K。
而且，在在另一种实施例中，对于置换矩阵P，随机选择r个“1”，并将其从过度矩阵HT中删除，获得校验矩阵H，其中0＜r≤K。
这样，校验矩阵H的结构可以采用基础矩阵位置表和循环置换矩阵偏移量表的形式进行存储，从而解决了校验矩阵的存储问题。
基于上述分析，本发明的实施例还提出了一种对依据上述校验矩阵的构造方法构造的LDPC码进行编码的方法，包括以下步骤：
将上述的M×N维的校验矩阵H分为两个子矩阵H＝[HmHp]，其中Hm为M×(N-M)维的子矩阵，Hp为M×M维的子矩阵，计算Hp-1和Hp-1Hm；
根据输入的1×(N-M)维的信息序列m，计算1×M维的校验序列p＝m(Hp-1Hm)T；
将信息序列m和校验序列p组合成1×N维的码字序列c＝[mp]并输出。
为了进一步阐述本发明，下面结合CMMB系统的物理层结构，介绍将本发明应用于CMMB系统的实施例。
具体实施例1：
构造一个适用于CMMB系统的码率为1/2的LDPC码。
为了与CMMB系统的物理层结构相兼容，码长N选为9216，也就是要构造一个4608×9216维的校验矩阵H。计算4608和9216的公因子的集合Φ，为了与CMMB系统中1/2和3/4码率的LDPC码相兼容，扩张比K选为256。这样，过度基础矩阵BT的维度为18×36。
选择校验矩阵H的行重分布和列重分布。优选的，H的行重分布为{λ7，λ8，λ9，λ10}＝{17/288，223/288，1/18，2/18}，列重分布为{ρ15，ρ14，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{7/64，1/576，1/9，1/36，5/18，17/36}。
由于扩张比选择为256，只能对于部分行重分布和列重分布进行适配。
经过计算，定义过度矩阵HT的基础矩阵BT行重分布为{λ7，λ8，λ9，λ10}＝{1/18，14/18，1/18，2/18}，列重分布为{ρ15，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{4/36，4/36，1/36，10/36，17/36}。
在满足行重和列重分布的前提下，任意选择过度矩阵HT的基础矩阵BT的每一行和每一列中“1”的位置，但保证由BT的后18列组成的18×18维的子矩阵满秩。
将过度矩阵HT的基础矩阵BT中的“0”用256×256维的全“0”矩阵Z替换，将BT中的“1”用256×256维的循环置换矩阵P替换，得到过度矩阵HT。P中“1”的行号i和列号j满足j＝(i+k)mod256，其中k为循环置换矩阵的偏移量。
其中，任意选择每一个循环置换矩阵P的偏移量。并对偏移量做适当调整，具有优化的停止集。
然后，再根据计算，将过度矩阵HT的基础矩阵BT中部分元素对应的循环置换矩阵P进行调整，选择连续的数行，将其中的所有元素都置零，从而获得满足优化的行度和列度分布的校验矩阵H。
更具体地，H的一种优化的设计表示为：
0：(1，239，0)(4，166，0)(5，247，0)(11，31，0)(12，217，0)(14，72，0)(18，192，0)(19，0，0)
1：(2，251，0)(5，153，0)(11，159，0x200)(14，48，0)(15，31，0)(19，0，0)(20，0，0)
2：(5，230，0)(6，182，0)(11，91，0)(14，62，0)(16，170，0)(20，0，0)(21，0，0)
3：(2，255，0)(3，196，0)(5，171，0)(7，26，0)(10，11，0)(12，71，0)(17，51，0)(21，0，0)(22，0，0)
4：(4，240，0)(5，66，0)(11，0，0)(14，118，0)(17，39，0)(22，0，0)(23，0，0)
5：(2，212，0)(3，115，0)(5，93，0)(8，210，0)(9，29，0)(14，249，0)(18，39，0)(23，0，0)(24，0，0)
6：(3，60，0)(5，46，0)(11，40，0)(13，180，0)(17，192，0)(24，0，0)(25，0，0)
7：(4，1，0)(10，247，0)(11，142，0)(14，210，0)(16，192，0)(25，0，0)(26，0，0)
8：(5，66，0)(10，208，0)(11，31，0)(14，116，0)(15，20，0)(26，0，0)(27，0，0)
9：(2，47，0)(6，8，0)(10，40，0)(11，219，0)(17，148，0)(27，0，0)(28，0，0)
10：(5，248，0)(6，255，0)(11，55，0)(14，56，0)(16，201，0)(28，0，0)(29，0，0)
11：(2，231，0)(5，83，0)(7，38，0)(9，87，0)(14，245，0)(17，194，0)(29，0，0)(30，0，0)
12：(9，249，0)(11，93，0)(13，83，0)(14，20，0)(30，0，0)(31，0，0)
13：(5，39，0)(8，76，0)(11，225，0)(14，185，0)(15，118，0)(31，0，0)(32，0，0)
14：(5，81，0)(9，182，0)(10，248，0)(11，68，0)(14，23，0)(32，0，0)(33，0，0)
15：(1，183，0)(5，111，0)(11，230，0)(12，246，0)(14，105，0)(33，0，0)(34，0，0)
16：(5，87，0)(8，244，0)(9，183，0)(11，139，0)(14，141，0)(34，0，0)(35，0，0)
17：(5，153，0)(7，238，0)(11，80，0)(13，92，0)(14，75，0)(18，48，0)(35，0，0)
针对上述设计，每一行是过度矩阵HT的基矩阵BT的扩张和调整参数。
三元组(col，shift，adj(16))表示：该行第col列以偏移量为shift的循环置换矩阵P替换。adj(16)表示一个四位无符号十六进制数，共有16个比特，每一位代表P的16行的调整方案。定义adj(2)表示一个十六位无符号二进制数，其数值等于adj(16)。adj(2)的某一位为“1”时，表示该位对应的16行全部置“0”，否则不变。对应关系为：adj(2)的第i比特，控制循环置换矩阵P的第i×16行至第i×16+15行。
例如，adj(16)＝0x0001时，第0行至第15行所有元素置零。当adj(16)＝0xC000时，第240行至第255行所有元素置零。图2为本发明第一实施例的过度基础矩阵BT扩张为过度矩阵HT的示意图。图2是针对三元组(col，shift，adj(16))中第三个元素adj(16)的示意。
对依据上述校验矩阵的构造方法构造的LDPC码进行编码的方法，包括以下步骤：
将上述4608×9216维的校验矩阵H分为两个子矩阵H＝[HmHp]，其中Hm为4608×4608维的子矩阵，Hp为4608×4608维的子矩阵，计算Hp-1和Hp-1Hm，矩阵Hp-1Hm具有分块循环的结构；
根据输入的信息序列m，计算校验序列p＝m(Hp-1Hm)T；
将信息序列m和校验序列p组合成码字序列c＝[mp]并输出。
根据Shannon信道编码理论，应用了本发明的实施例之后，1/2码率的纠错编码在误码率(BER)达到10-4时的信噪比(SNR)极限约为0.2dB。实施例1中构造的1/2码率的LDPC码在BER达到10-4时的SNR约为1.1dB，具有接近理论极限的优秀性能。
具体实施例2：
构造一个适用于CMMB系统的码率为3/4的LDPC码。
为了与CMMB系统的物理层结构相兼容，码长N选为9216，也就是要构造一个2304×9216维的校验矩阵H。
计算2304和9216的公因子的集合Φ，选择合适的扩张比K∈Φ。为了与CMMB系统中1/2和3/4码率的LDPC码相兼容，扩张比K选为256。这样，基础矩阵BT的维度为9×36。
选择校验矩阵H的行重分布和列重分布。
优选的，H的行重分布为{λ16，λ15，λ14}＝{15/144，1/144，8/9}，列重分布为{ρ9，ρ8，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{35/576，1/576，1/9，2/9，7/18，2/9}。
由于扩张比选择为256，只能对于部分行重分布和列重分布进行适配。经过计算，定义过度矩阵HT的基础矩阵BT行重分布为{λ16，λ14}＝{1/9，8/9}，列重分布为{ρ9，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{1/18，1/9，2/9，7/18，2/9}。
在满足行重和列重分布的前提下，任意选择过度矩阵HT的基础矩阵BT的每一行和每一列中“1”的位置，但保证由BT的后9列组成的9×9维的子矩阵满秩。
将过度矩阵HT的基础矩阵BT中的“0”用256×256维的全“0”矩阵Z替换，将BT中的“1”用256×256维的循环置换矩阵P替换，得到过度矩阵HT。P中“1”的行号i和列号j满足j＝(i+k)mod256，其中k为循环置换矩阵的偏移量。
任意选择每一个循环置换矩阵P的偏移量。并对偏移量做适当调整，具有优化的停止集。
然后，根据计算，将过度矩阵HT的基矩阵BT中元素部分元素对应的循环置换矩阵P进行调整，选择其中连续的数行，将其中的所有元素都置零，获得满足优化的行度和列度分布的校验矩阵H。
具体地，H的一种优化的设计表示为：
0：(1，150，0)(2，223，0)(6，246，0)(8，236，0)(10，236，0)(11，78，0)(13，137，0)(17，48，0)(18，23，0)(20，195，0)(23，87，0)(25，194，0)(27，60，0)(28，0，0)
1：(4，188，0)(8，212，0)(10，202，0)(11，213，0)(13，252，0)(15，150，0)(18，205，0)(20，146，0)(21，234，0)(23，207，0)(25，15，0)(28，0，0)(29，0，0)
2：(4，243，0)(7，241，0)(9，0，0)(11，254，0)(13，17，0)(16，237，0)(17，254，0)(18，18，0)(21，111，0)(23，235，0)(25，25，0)(29，0，0)(30，0，0)
3：(2，137，0)(5，243，0)(9，255，0)(11，255，0)(13，210，0)(14，6，0)(18，162，0)(19，243，0)(21，119，0)(23，4，0)(26，5，0)(30，0，0)(31，0，0)
4：(4，141，0)(7，252，0)(9，70，0)(13，163，0)(14，4，0)(15，78，0)(17，242，0)(19，106，0)(23，12，0)(24，212，0)(26，20，0)(31，0，0)(32，0，0)
5：(3，225，0)(6，109，0)(8，154，0)(13，128，0)(14，244，0)(15，170，0)(19，148，0)(20，3，0)(23，85，0)(24，183，0)(27，211，0)(32，0，0)(33，0，0)
6：(2，247，0)(3，252，0)(7，246，0)(8，226，0)(11，251，0)(12，251，0)(13，222，0x400)(15，182，0)(17，186，0)(19，3，0)(22，199，0)(23，199，0)(26，199，0)(33，0，0)(34，0，0)
7：(5，250，0)(6，62，0)(7，150，0)(10，158，0)(12，250，0)(13，90，0)(16，3，0)(19，111，0)(22，207，0)(23，39，0)(25，199，0)(34，0，0)(35，0，0)
8：(1，49，0)(5，229，0)(10，255，0)(12，254，0)(13，227，0)(15，69，0)(16，98，0)(20，70，0)(22，197，0)(23，208，0)(24，199，0)(27，199，0)(35，0，0)
针对上述设计，每一行是过度矩阵HT的基矩阵BT的扩张和调整参数。
三元组(col，shift，adj(16))表示为该行第col列以偏移量为shift的循环置换矩阵P替换。adj(16)表示一个四位无符号十六进制数，共有16个比特，每一位代表P的16行的调整方案。定义adj(2)表示一个十六位无符号二进制数，其数值等于adj(16)。adj(2)的某一位为“1”时，表示该位对应的16行全部置“0”，否则不变。对应关系为：adj(2)的第i比特，控制循环置换矩阵P的第i×16行至第i×16+15行。
例如，当adj(16)＝0x0001时，第0行至第15行所有元素置零。当adj(16)＝0xC000时，第240行至第255行所有元素置零。图3为本发明实施例2的过度基础矩阵BT扩张为过度矩阵HT的示意图。图3是针对三元组(col，shift，adj(16))中第三个元素adj(16)的示意。
对依据上述校验矩阵的构造方法构造的LDPC码进行编码的方法，包括以下步骤：
将上述2304×9216维的校验矩阵H分为两个子矩阵H＝[HmHp]，其中Hm为2304×6912维的子矩阵，Hp为2304×2304维的子矩阵，计算Hp-1和Hp-1Hm，矩阵Hp-1Hm具有分块循环的结构；
根据输入的信息序列m，计算校验序列p＝m(Hp-1Hm)T；
将信息序列m和校验序列p组合成码字序列c＝[mp]，并输出。
基于上述分析，本发明的实施例还提出一种LDPC码校验矩阵的构造装置。图4为本发明的实施例的LDPC码校验矩阵的构造装置结构示意图。
如图4所示，该装置包括过度基础矩阵构造单元410、过度矩阵扩张单元420和检验矩阵生成单元430，其中：
过度基础矩阵构造单元410，用于构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT，其中MB＝M/K，NB＝N/K，M＝N(1-R)，K为过度基础矩阵的扩张比，K∈Φ，Φ为M和N的公因子的集合；
过度矩阵扩张单元420，用于用K×K维的矩阵替换过度基础矩阵BT中的元素，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的过度矩阵HT；
检验矩阵生成单元430，用于去除过度矩阵HT中至少一个K×K维的矩阵的至少一个元素“1”，以获得检验矩阵H，所述校验矩阵H具有优化的行重分布和/或列重分布，用于进行LDPC码的编码和/或译码。
在一个实施例中，过度基础矩阵构造单元410，用于构造一个MB×NB维的过度基础矩阵BT，选择过度基础矩阵BT的每一行和每一列中“1”的数目，使得BT的行重和列重分布满足预定的节点度分布；并在行重和列重满足预定的节点度分布的前提下，选择过度基础矩阵BT中每一行和每一列中“1”的位置，使得BT的后MB列组成的MB×MB维的子矩阵满秩。
在一个实施例中，过度矩阵扩张单元420，用于将过度基础矩阵BT中的“0”用K×K维的全“0”矩阵Z替换，将BT中的“1”用K×K维的循环置换矩阵P替换，其中，P中“1”的行号i和列号j满足j＝(i+k)modK，k为循环置换矩阵的偏移量，mod表示取模运算；并为每一个循环置换矩阵P选择一个偏移量。
在一个实施例中，过度矩阵扩张单元，用于将过度基础矩阵BT中的“0”用K×K维的全“0”矩阵Z替换，将BT中的“1”用K×K维的代数置换矩阵P替换，其中，P中“1”的行号i和列号j满足j＝f(i)，其中f(i)是有限域或环上的置换多项式；并为每一个代数置换矩阵P选择一个偏移量。
如图5所示，本发明的实施例还提出了一种LDPC码的编码系统，包括LDPC码校验矩阵的构造装置510、编码矩阵存储单元520、校验序列计算单元530以及码字序列生成单元540，其中：
LDPC码校验矩阵的构造装置510，用于构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT，其中MB＝M/K，NB＝N/K，M＝N(1-R)，K为过度基础矩阵的扩张比，K∈Φ，Φ为M和N的公因子的集合，并用K×K维的矩阵替换过度基础矩阵BT中的元素，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的过度矩阵HT，去除过度矩阵HT中至少一个K×K维的矩阵的至少一个元素“1”，以获得M×N维的检验矩阵H；
编码矩阵存储模块520，用于存储编码矩阵的结构，将由LDPC码校验矩阵的构造装置构造的M×N维的校验矩阵H分为两个子矩阵H＝[HmHp]，其中Hm为M×(N-M)维的子矩阵，Hp为M×M维的子矩阵，所述编码矩阵存储模块用于存储矩阵Hp-1Hm的结构，所述Hp-1Hm具有分块循环的结构，可以以块为单位进行存储；
校验序列计算模块530，用于将输入的信息序列m与矩阵(Hp-1Hm)T相乘，得到校验序列p；由于Hp-1Hm具有分块循环的结构，矩阵乘法m(Hp-1Hm)T可以采用简单的，例如移位寄存器的方式实现，从而大大降低了编码器的实现复杂度；
码字序列生成模块540，用于将信息序列m和校验序列p组合成码字序列c并输出。
作为上述编码装置的一个实施例：
码率R为1/2，码长N为9216，扩张比K为256，过度基础矩阵BT的行重分布为{λ7，λ8，λ9，λ10}＝{1/18，14/18，1/18，2/18}，列重分布为{ρ15，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{4/36，4/36，1/36，10/36，17/36}；
H的行重分布为{λ7，λ8，λ9，λ10}＝{17/288，223/288，1/18，2/18}，列重分布为{ρ15，ρ14，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{7/64，1/576，1/9，1/36，5/18，17/36}；
校验矩阵H具体为：
0：(1，239，0)(4，166，0)(5，247，0)(11，31，0)(12，217，0)(14，72，0)(18，192，0)(19，0，0)
1：(2，251，0)(5，153，0)(11，159，0x200)(14，48，0)(15，31，0)(19，0，0)(20，0，0)
2：(5，230，0)(6，182，0)(11，91，0)(14，62，0)(16，170，0)(20，0，0)(21，0，0)
3：(2，255，0)(3，196，0)(5，171，0)(7，26，0)(10，11，0)(12，71，0)(17，51，0)(21，0，0)(22，0，0)
4：(4，240，0)(5，66，0)(11，0，0)(14，118，0)(17，39，0)(22，0，0)(23，0，0)
5：(2，212，0)(3，115，0)(5，93，0)(8，210，0)(9，29，0)(14，249，0)(18，39，0)(23，0，0)(24，0，0)
6：(3，60，0)(5，46，0)(11，40，0)(13，180，0)(17，192，0)(24，0，0)(25，0，0)
7：(4，1，0)(10，247，0)(11，142，0)(14，210，0)(16，192，0)(25，0，0)(26，0，0)
8：(5，66，0)(10，208，0)(11，31，0)(14，116，0)(15，20，0)(26，0，0)(27，0，0)
9：(2，47，0)(6，8，0)(10，40，0)(11，219，0)(17，148，0)(27，0，0)(28，0，0)
10：(5，248，0)(6，255，0)(11，55，0)(14，56，0)(16，201，0)(28，0，0)(29，0，0)
11：(2，231，0)(5，83，0)(7，38，0)(9，87，0)(14，245，0)(17，194，0)(29，0，0)(30，0，0)
12：(9，249，0)(11，93，0)(13，83，0)(14，20，0)(30，0，0)(31，0，0)
13：(5，39，0)(8，76，0)(11，225，0)(14，185，0)(15，118，0)(31，0，0)(32，0，0)
14：(5，81，0)(9，182，0)(10，248，0)(11，68，0)(14，23，0)(32，0，0)(33，0，0)
15：(1，183，0)(5，111，0)(11，230，0)(12，246，0)(14，105，0)(33，0，0)(34，0，0)
16：(5，87，0)(8，244，0)(9，183，0)(11，139，0)(14，141，0)(34，0，0)(35，0，0)
17：(5，153，0)(7，238，0)(11，80，0)(13，92，0)(14，75，0)(18，48，0)(35，0，0)
作为上述编码装置的另一实施例：
码率R为3/4，所述码长N为9216，扩张比K为256，过度基础矩阵BT的行重分布为{λ16，λ14}＝{1/9，8/9}，列重分布为
{ρ9，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{1/18，1/9，2/9，7/18，2/9}；
H的行重分布为{λ16，λ15，λ14}＝{15/144，1/144，8/9}，列重分布为{ρ9，ρ8，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{35/576，1/576，1/9，2/9，7/18，2/9}；
所述校验矩阵H具体为：
0：(1，150，0)(2，223，0)(6，246，0)(8，236，0)(10，236，0)(11，78，0)(13，137，0)(17，48，0)(18，23，0)(20，195，0)(23，87，0)(25，194，0)(27，60，0)(28，0，0)
1：(4，188，0)(8，212，0)(10，202，0)(11，213，0)(13，252，0)(15，150，0)(18，205，0)(20，146，0)(21，234，0)(23，207，0)(25，15，0)(28，0，0)(29，0，0)
2：(4，243，0)(7，241，0)(9，0，0)(11，254，0)(13，17，0)(16，237，0)(17，254，0)(18，18，0)(21，111，0)(23，235，0)(25，25，0)(29，0，0)(30，0，0)
3：(2，137，0)(5，243，0)(9，255，0)(11，255，0)(13，210，0)(14，6，0)(18，162，0)(19，243，0)(21，119，0)(23，4，0)(26，5，0)(30，0，0)(31，0，0)
4：(4，141，0)(7，252，0)(9，70，0)(13，163，0)(14，4，0)(15，78，0)(17，242，0)(19，106，0)(23，12，0)(24，212，0)(26，20，0)(31，0，0)(32，0，0)
5：(3，225，0)(6，109，0)(8，154，0)(13，128，0)(14，244，0)(15，170，0)(19，148，0)(20，3，0)(23，85，0)(24，183，0)(27，211，0)(32，0，0)(33，0，0)
6：(2，247，0)(3，252，0)(7，246，0)(8，226，0)(11，251，0)(12，251，0)(13，222，0x400)(15，182，0)(17，186，0)(19，3，0)(22，199，0)(23，199，0)(26，199，0)(33，0，0)(34，0，0)
7：(5，250，0)(6，62，0)(7，150，0)(10，158，0)(12，250，0)(13，90，0)(16，3，0)(19，111，0)(22，207，0)(23，39，0)(25，199，0)(34，0，0)(35，0，0)
8：(1，49，0)(5，229，0)(10，255，0)(12，254，0)(13，227，0)(15，69，0)(16，98，0)(20，70，0)(22，197，0)(23，208，0)(24，199，0)(27，199，0)(35，0，0)。
图6为本发明实施例1的仿真示意图。从图6中可以看出，实施例1中构造的1/2码率的LDPC码在BER达到10-4时的SNR约为1.1dB，具有接近理论极限的优秀性能。
本发明的实施例提出的技术方案可以构造出任意码率的性能优秀的LDPC码。此外，本发明的实施例提出的技术方案还解决了校验矩阵的存储问题，有效降低了编码器的实现复杂度。本发明的实施例提出的技术方案构造的LDPC码可以与CMMB系统的物理层结构完全兼容，能有效的提高系统的链路余量。而且，本发明提出的技术方案还解决了准循环LDPC码的度分布问题，并增强了码集的性能。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (22)
1.一种LDPC码校验矩阵的构造方法，其特征在于，包括以下步骤：
构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT，其中MB＝M/K，NB＝N/K，M＝N(1-R)，K为过度基础矩阵的扩张比，K∈Φ，Φ为M和N的公因子的集合；
用K×K维的矩阵替换过度基础矩阵BT中的元素，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的过度矩阵HT；
去除过度矩阵HT中至少一个K×K维的矩阵的至少一个元素“1”，以获得检验矩阵H，所述校验矩阵H具有优化的行重分布和/或列重分布，用于进行LDPC码的编码和/或译码。
2.如权利要求1所述的LDPC码校验矩阵的构造方法，其特征在于，构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT包括以下步骤：
构造一个MB×NB维的过度基础矩阵BT，选择过度基础矩阵BT的每一行和每一列中“1”的数目，使得BT的行重和列重分布满足预定的节点度分布；
在行重和列重满足预定的节点度分布的前提下，选择过度基础矩阵BT中每一行和每一列中“1”的位置，使得BT的后MB列组成的MB×MB维的子矩阵满秩。
3.如权利要求2所述的LDPC码校验矩阵的构造方法，其特征在于，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的过度矩阵HT包括以下步骤：
将过度基础矩阵BT中的“0”用K×K维的全“0”矩阵Z替换，将BT中的“1”用K×K维的循环置换矩阵P替换，其中，P中“1”的行号i和列号j满足j＝(i+k)modk，k为循环置换矩阵的偏移量，mod表示取模运算；
为每一个循环置换矩阵P选择一个偏移量。
4.如权利要求2所述的LDPC码校验矩阵的构造方法，其特征在于，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的校验矩阵HT包括以下步骤：
将过度基础矩阵BT中的“0”用K×K维的全“0”矩阵Z替换，将BT中的“1”用K×K维的代数置换矩阵P替换，其中，P中“1”的行号i和列号j满足j＝f(i)，其中f(i)是有限域或环上的置换多项式；
为每一个代数置换矩阵P选择一个偏移量。
5.如权利要求3或4之一所述的LDPC码校验矩阵的构造方法，其特征在于，所述过度基础矩阵BT的结构或所述矩阵P的偏移量采用表的形式进行存储，表的每一行记录BT的每一行中“1”的位置或者表的每一行记录过度基础矩阵BT的每一行中“1”对应的循环置换矩阵的偏移量。
6.如权利要求3或4之一所述的LDPC码校验矩阵的构造方法，其特征在于，去除过度矩阵HT中至少一个K×K维的矩阵的至少一个元素“1”，以获得检验矩阵H包括以下步骤：
对于P，选择行号连续的r个“1”，并将其从过度矩阵HT中删除，，获得校验矩阵H，其中0＜r≤K；或
对于P，选择列号连续的r个“1”，并将其从过度矩阵HT中删除，获得校验矩阵H，其中0＜r≤K；或
对于P，随机选择r个“1”，并将其从过度矩阵HT中删除，获得校验矩阵H，其中0＜r≤K。
7.如权利要求1所述的LDPC码校验矩阵的构造方法，其特征在于，所述码率R为1/2，所述码长N为9216，所述扩张比K为256，所述过度基础矩阵BT的行重分布为{λ7，λ8，λ9，λ10}＝{1/18，14/18，1/18，2/18}，列重分布为{ρ15，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{4/36，4/36，1/36，10/36，17/36}；H的行重分布为{λ7，λ8，λ9，λ10}＝{17/288，223/288，1/18，2/18}，列重分布为{ρ15，ρ14，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{7/64，1/576，1/9，1/36，5/18，17/36}。
8.如权利要求7所述的LDPC码校验矩阵的构造方法，其特征在于，所述校验矩阵H具体为：
0：(1，239，0)(4，166，0)(5，247，0)(11，31，0)(12，217，0)(14，72，0)(18，192，0)(19，0，0)
1：(2，251，0)(5，153，0)(11，159，0x200)(14，48，0)(15，31，0)(19，0，0)(20，0，0)
2：(5，230，0)(6，182，0)(11，91，0)(14，62，0)(16，170，0)(20，0，0)(21，0，0)
3：(2，255，0)(3，196，0)(5，171，0)(7，26，0)(10，11，0)(12，71，0)(17，51，0)(21，0，0)(22，0，0)
4：(4，240，0)(5，66，0)(11，0，0)(14，118，0)(17，39，0)(22，0，0)(23，0，0)
5：(2，212，0)(3，115，0)(5，93，0)(8，210，0)(9，29，0)(14，249，0)(18，39，0)(23，0，0)(24，0，0)
6：(3，60，0)(5，46，0)(11，40，0)(13，180，0)(17，192，0)(24，0，0)(25，0，0)
7：(4，1，0)(10，247，0)(11，142，0)(14，210，0)(16，192，0)(25，0，0)(26，0，0)
8：(5，66，0)(10，208，0)(11，31，0)(14，116，0)(15，20，0)(26，0，0)(27，0，0)
9：(2，47，0)(6，8，0)(10，40，0)(11，219，0)(17，148，0)(27，0，0)(28，0，0)
10：(5，248，0)(6，255，0)(11，55，0)(14，56，0)(16，201，0)(28，0，0)(29，0，0)
11：(2，231，0)(5，83，0)(7，38，0)(9，87，0)(14，245，0)(17，194，0)(29，0，0)(30，0，0)
12：(9，249，0)(11，93，0)(13，83，0)(14，20，0)(30，0，0)(31，0，0)
13：(5，39，0)(8，76，0)(11，225，0)(14，185，0)(15，118，0)(31，0，0)(32，0，0)
14：(5，81，0)(9，182，0)(10，248，0)(11，68，0)(14，23，0)(32，0，0)(33，0，0)
15：(1，183，0)(5，111，0)(11，230，0)(12，246，0)(14，105，0)(33，0，0)(34，0，0)
16：(5，87，0)(8，244，0)(9，183，0)(11，139，0)(14，141，0)(34，0，0)(35，0，0)
17：(5，153，0)(7，238，0)(11，80，0)(13，92，0)(14，75，0)(18，48，0)(35，0，0)；
其中三元组(col，shift，adj(16))表示为该行第col列以偏移量为shift的循环置换矩阵P替换。
9.如权利要求1所述的LDPC码校验矩阵的构造方法，其特征在于，
所述码率R为3/4，所述码长N为9216，所述扩张比K为256，所述过度基础矩阵BT的行重分布为{λ16，λ14}＝{1/9，8/9}，列重分布为{ρ9，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{1/18，1/9，2/9，7/18，2/9}；
H的行重分布为{λ16，λ15，λ14}＝{15/144，1/144，8/9}，列重分布为{ρ9，ρ8，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{35/576，1/576，1/9，2/9，7/18，2/9}。
10.如权利要求9所述的LDPC码校验矩阵的构造方法，其特征在于，所述校验矩阵H具体为：
0：(1，150，0)(2，223，0)(6，246，0)(8，236，0)(10，236，0)(11，78，0)(13，137，0)(17，48，0)(18，23，0)(20，195，0)(23，87，0)(25，194，0)(27，60，0)(28，0，0)
1：(4，188，0)(8，212，0)(10，202，0)(11，213，0)(13，252，0)(15，150，0)(18，205，0)(20，146，0)(21，234，0)(23，207，0)(25，15，0)(28，0，0)(29，0，0)
2：(4，243，0)(7，241，0)(9，0，0)(11，254，0)(13，17，0)(16，237，0)(17，254，0)(18，18，0)(21，111，0)(23，235，0)(25，25，0)(29，0，0)(30，0，0)
3：(2，137，0)(5，243，0)(9，255，0)(11，255，0)(13，210，0)(14，6，0)(18，162，0)(19，243，0)(21，119，0)(23，4，0)(26，5，0)(30，0，0)(31，0，0)
4：(4，141，0)(7，252，0)(9，70，0)(13，163，0)(14，4，0)(15，78，0)(17，242，0)(19，106，0)(23，12，0)(24，212，0)(26，20，0)(31，0，0)(32，0，0)
5：(3，225，0)(6，109，0)(8，154，0)(13，128，0)(14，244，0)(15，170，0)(19，148，0)(20，3，0)(23，85，0)(24，183，0)(27，211，0)(32，0，0)(33，0，0)
6：(2，247，0)(3，252，0)(7，246，0)(8，226，0)(11，251，0)(12，251，0)(13，222，0x400)(15，182，0)(17，186，0)(19，3，0)(22，199，0)(23，199，0)(26，199，0)(33，0，0)(34，0，0)
7：(5，250，0)(6，62，0)(7，150，0)(10，158，0)(12，250，0)(13，90，0)(16，3，0)(19，111，0)(22，207，0)(23，39，0)(25，199，0)(34，0，0)(35，0，0)
8：(1，49，0)(5，229，0)(10，255，0)(12，254，0)(13，227，0)(15，69，0)(16，98，0)(20，70，0)(22，197，0)(23，208，0)(24，199，0)(27，199，0)(35，0，0)；
其中三元组(col，shift，adj(16))表示为该行第col列以偏移量为shift的循环置换矩阵P替换。
11.一种LDPC码校验矩阵的构造装置，其特征在于，包括过度基础矩阵构造单元、过度矩阵扩张单元和检验矩阵生成单元，其中：
过度基础矩阵构造单元，用于构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT，其中MB＝M/K，NB＝N/K，M＝N(1-R)，K为过度基础矩阵的扩张比，K∈Φ，Φ为M和N的公因子的集合；
过度矩阵扩张单元，用于用K×K维的矩阵替换过度基础矩阵BT中的元素，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的过度矩阵HT；
检验矩阵生成单元，用于去除过度矩阵HT中至少一个K×K维的矩阵的至少一个元素“1”，以获得检验矩阵H，所述校验矩阵H具有优化的行重分布和/或列重分布，用于进行LDPC码的编码和/或译码。
12.如权利要求11所述的LDPC码校验矩阵的构造装置，其特征在于，
过度基础矩阵构造单元，用于构造一个MB×NB维的过度基础矩阵BT，选择过度基础矩阵BT的每一行和每一列中“1”的数目，使得BT的行重和列重分布满足预定的节点度分布；并在行重和列重满足预定的节点度分布的前提下，选择过度基础矩阵BT中每一行和每一列中“1”的位置，使得BT的后MB列组成的MB×MB维的子矩阵满秩。
13.如权利要求12所述的LDPC码校验矩阵的构造装置，其特征在于，
所述过度矩阵扩张单元，用于将过度基础矩阵BT中的“0”用K×K维的全“0”矩阵Z替换，将BT中的“1”用K×K维的循环置换矩阵P替换，其中，P中“1”的行号i和列号j满足j＝(i+k)modK，k为循环置换矩阵的偏移量，mod表示取模运算；并用于为每一个循环置换矩阵P选择一个偏移量。
14.如权利要求12所述的LDPC码校验矩阵的构造装置，其特征在于，
所述过度矩阵扩张单元，用于将过度基础矩阵BT中的“0”用K×K维的全“0”矩阵Z替换，将BT中的“1”用K×K维的代数置换矩阵P替换，其中，P中“1”的行号i和列号j满足j＝f(i)，其中f(i)是有限域或环上的置换多项式；并为每一个代数置换矩阵P选择一个偏移量。
15.一种LDPC码的编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
将校验矩阵H分为两个子矩阵H＝[HmHp]，其中Hm为M×(N-M)维的子矩阵，Hp为M×M维的子矩阵，计算Hp-1和Hp-1Hm，所述校验矩阵H通过以下方式得到：
构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT，其中MB＝M/K，NB＝N/K，M＝N(1-R)，K为过度基础矩阵的扩张比，K∈Φ，Φ为M和N的公因子的集合；
用K×K维的矩阵替换过度基础矩阵BT中的元素，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的过度矩阵HT；
去除过度矩阵HT中至少一个K×K维的矩阵的至少一个元素“1”以获得检验矩阵H；
根据输入的1×(N-M)维的信息序列m，计算1×M维的校验序列p＝m(Hp-1Hm)T；
将信息序列m和校验序列p组合成1×N维的码字序列c＝[mp]并输出。
16.如权利要求15所述的LDPC码的编码方法，其特征在于，构造一个产生码率为R、码长为N的LDPC码的MB×NB维的过度基础矩阵BT包括以下步骤：
构造一个MB×NB维的过度基础矩阵BT，选择过度基础矩阵BT的每一行和每一列中“1”的数目，使得BT的行重和列重分布满足预定的节点度分布；
在行重和列重满足预定的节点度分布的前提下，选择过度基础矩阵BT中每一行和每一列中“1”的位置，使得BT的后MB列组成的MB×MB维的子矩阵满秩。
17.如权利要求16所述的LDPC码的编码方法，其特征在于，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的过度矩阵HT包括以下步骤：
将过度基础矩阵BT中的“0”用K×K维的全“0”矩阵Z替换，将BT中的“1”用K×K维的循环置换矩阵P替换，其中，P中“1”的行号i和列号j满足j＝(i+k)modK，k为循环置换矩阵的偏移量，mod表示取模运算；
为每一个循环置换矩阵P选择一个偏移量。
18.如权利要求16所述的LDPC码的编码方法，其特征在于，将过度基础矩阵BT扩张为M×N维的校验矩阵HT包括以下步骤：
将过度基础矩阵BT中的“0”用K×K维的全“0”矩阵Z替换，将BT中的“1”用K×K维的代数置换矩阵P替换，其中，P中“1”的行号i和列号j满足j＝f(i)，其中f(i)是有限域或环上的置换多项式；
为每一个代数置换矩阵P选择一个偏移量。
19.如权利要求15所述的LDPC码的编码方法，其特征在于，所述码率R为1/2，所述码长N为9216，所述扩张比K为256，所述过度基础矩阵BT的行重分布为{λ7，λ8，λ9，λ10}＝{1/18，14/18，1/18，2/18}，列重分布为{ρ15，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{4/36，4/36，1/36，10/36，17/36}；H的行重分布为{λ7，λ8，λ9，λ10}＝{17/288，223/288，1/18，2/18}，列重分布为{ρ15，ρ14，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{7/64，1/576，1/9，1/36，5/18，17/36}。
20.如权利要求19所述的LDPC码的编码方法，其特征在于，所述校验矩阵H具体为：
0：(1，239，0)(4，166，0)(5，247，0)(11，31，0)(12，217，0)(14，72，0)(18，192，0)(19，0，0)
1：(2，251，0)(5，153，0)(11，159，0x200)(14，48，0)(15，31，0)(19，0，0)(20，0，0)
2：(5，230，0)(6，182，0)(11，91，0)(14，62，0)(16，170，0)(20，0，0)(21，0，0)
3：(2，255，0)(3，196，0)(5，171，0)(7，26，0)(10，11，0)(12，71，0)(17，51，0)(21，0，0)(22，0，0)
4：(4，240，0)(5，66，0)(11，0，0)(14，118，0)(17，39，0)(22，0，0)(23，0，0)
5：(2，212，0)(3，115，0)(5，93，0)(8，210，0)(9，29，0)(14，249，0)(18，39，0)(23，0，0)(24，0，0)
6：(3，60，0)(5，46，0)(11，40，0)(13，180，0)(17，192，0)(24，0，0)(25，0，0)
7：(4，1，0)(10，247，0)(11，142，0)(14，210，0)(16，192，0)(25，0，0)(26，0，0)
8：(5，66，0)(10，208，0)(11，31，0)(14，116，0)(15，20，0)(26，0，0)(27，0，0)
9：(2，47，0)(6，8，0)(10，40，0)(11，219，0)(17，148，0)(27，0，0)(28，0，0)
10：(5，248，0)(6，255，0)(11，55，0)(14，56，0)(16，201，0)(28，0，0)(29，0，0)
11：(2，231，0)(5，83，0)(7，38，0)(9，87，0)(14，245，0)(17，194，0)(29，0，0)(30，0，0)
12：(9，249，0)(11，93，0)(13，83，0)(14，20，0)(30，0，0)(31，0，0)
13：(5，39，0)(8，76，0)(11，225，0)(14，185，0)(15，118，0)(31，0，0)(32，0，0)
14：(5，81，0)(9，182，0)(10，248，0)(11，68，0)(14，23，0)(32，0，0)(33，0，0)
15：(1，183，0)(5，111，0)(11，230，0)(12，246，0)(14，105，0)(33，0，0)(34，0，0)
16：(5，87，0)(8，244，0)(9，183，0)(11，139，0)(14，141，0)(34，0，0)(35，0，0)
17：(5，153，0)(7，238，0)(11，80，0)(13，92，0)(14，75，0)(18，48，0)(35，0，0)；
其中三元组(col，shift，adj(16))表示为该行第col列以偏移量为shift的循环置换矩阵P替换。
21.如权利要求15所述的LDPC码校验矩阵的构造方法，其特征在于，所述码率R为3/4，所述码长N为9216，所述扩张比K为256，所述过度基础矩阵BT的行重分布为{λ16，λ14}＝{1/9，8/9}，列重分布为{ρ9，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}
＝{1/18，1/9，2/9，7/18，2/9}；H的行重分布为
{λ16，λ15，λ14}＝{15/144，1/144，8/9}，列重分布为
{ρ9，ρ8，ρ5，ρ4，ρ3，ρ2}＝{35/576，1/576，1/9，2/9，7/18，2/9}。
22.如权利要求21所述的LDPC码校验矩阵的构造方法，其特征在于，所述校验矩阵H具体为：
0：(1，150，0)(2，223，0)(6，246，0)(8，236，0)(10，236，0)(11，78，0)(13，137，0)(17，48，0)(18，23，0)(20，195，0)(23，87，0)(25，194，0)(27，60，0)(28，0，0)
1：(4，188，0)(8，212，0)(10，202，0)(11，213，0)(13，252，0)(15，150，0)(18，205，0)(20，146，0)(21，234，0)(23，207，0)(25，15，0)(28，0，0)(29，0，0)
2：(4，243，0)(7，241，0)(9，0，0)(11，254，0)(13，17，0)(16，237，0)(17，254，0)(18，18，0)(21，111，0)(23，235，0)(25，25，0)(29，0，0)(30，0，0)
3：(2，137，0)(5，243，0)(9，255，0)(11，255，0)(13，210，0)(14，6，0)(18，162，0)(19，243，0)(21，119，0)(23，4，0)(26，5，0)(30，0，0)(31，0，0)
4：(4，141，0)(7，252，0)(9，70，0)(13，163，0)(14，4，0)(15，78，0)(17，242，0)(19，106，0)(23，12，0)(24，212，0)(26，20，0)(31，0，0)(32，0，0)
5：(3，225，0)(6，109，0)(8，154，0)(13，128，0)(14，244，0)(15，170，0)(19，148，0)(20，3，0)(23，85，0)(24，183，0)(27，211，0)(32，0，0)(33，0，0)
6：(2，247，0)(3，252，0)(7，246，0)(8，226，0)(11，251，0)(12，251，0)(13，222，0x400)(15，182，0)(17，186，0)(19，3，0)(22，199，0)(23，199，0)(26，199，0)(33，0，0)(34，0，0)
7：(5，250，0)(6，62，0)(7，150，0)(10，158，0)(12，250，0)(13，90，0)(16，3，0)(19，111，0)(22，207，0)(23，39，0)(25，199，0)(34，0，0)(35，0，0)
8：(1，49，0)(5，229，0)(10，255，0)(12，254，0)(13，227，0)(15，69，0)(16，98，0)(20，70，0)(22，197，0)(23，208，0)(24，199，0)(27，199，0)(35，0，0)；
其中三元组(col，shift，adj(16))表示为该行第col列以偏移量为shift的循环置换矩阵P替换。
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| KR102546124B1 (ko) | 길이가 64800이며, 부호율이 3/15인 ldpc 부호어 및 1024-심볼 맵핑에 상응하는 bicm 수신 장치 및 방법 | |
| KR102554678B1 (ko) | 길이가 64800이며, 부호율이 5/15인 ldpc 부호어 및 4096-심볼 맵핑에 상응하는 bicm 수신 장치 및 방법 | |
| KR102429517B1 (ko) | 길이가 64800이며, 부호율이 3/15인 ldpc 부호어 및 16-심볼 맵핑을 위한 비트 인터리버 및 이를 이용한 비트 인터리빙 방법 | |
| KR102538292B1 (ko) | 길이가 16200이며, 부호율이 3/15인 ldpc 부호어 및 qpsk를 위한 bicm 수신 장치 및 이를 이용한 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1181197 Country of ref document: HK |
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Address after: 100045 Beijing city Xicheng District zhenwumiao 2 No. 9 (China radio and television archives Museum) Applicant after: National news publishes broadcast research institute of General Bureau of Radio, Film and Television Applicant after: Beijing Taimei Shiji Science & Technology Co., Ltd. Address before: 100045 Beijing city Xicheng District zhenwumiao 2 No. 9 (China radio and television archives Museum) Applicant before: Academy of Broadcast Sciences, National Broadcast Movie Television Bureau Applicant before: Beijing Taimei Shiji Science & Technology Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| REG | Reference to a national code |
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