CN108234066B - 基于ldpc的通信方法和通信设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供的基于LDPC的通信方法和通信设备。该通信方法包括：获取待发送信息序列；根据LDPC基矩阵对待发送信息序列进行信道编码，得到LDPC码字序列；发送所述LDPC码字序列。LDPC基矩阵包括至少一个无冲突层，无冲突层包括多个行和多个列，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到第二目标元素之间的目标元素的数量不同，第一目标元素与第二目标元素在无冲突层中的同一列不同行。目标元素为扩展后得到非零矩阵的元素。本申请实施例的通信方法和通信设备，可以提高通信设备的译码速度，从而提高通信效率。

Description

基于LDPC的通信方法和通信设备
技术领域
本申请设计通信领域，尤其涉及基于低密度奇偶校验码(Low Density ParityCheck Code，LDPC)的通信方法和通信设备。
背景技术
在通信过程中，由于信息序列是一种随机序列，接收端无法预知信息序列的取值，也无法识别其中有无错码，所以发送端需要在信息序列中增加一些差错控制码字，然后接收端根据这些差错控制码字进行判错和纠错的目的。
发射端在信息序列中加入的差错控制码字也可称为监督码字或校验元。在信息序列中加入差错控制码字的过程可以称为信道编码。对应地，接收端可以从加入了差错控制码字的信息序列中获取加入差错控制码字前的源信息序列。
监督码字和信息码字之间有确定的关系。监督码字和信息码字之间的关系不同，形成的监督码字的类型也不同。一般情况下，可以将监督码字可分为两大类：分组码和卷积码。
其中，分组码是把信息序列以每k个码字分组，编码器将每个码字分组按照一定的规律产生r个多余的码字，即监督码字，形成一个长为n＝k+r的码字。
当分组码的信息码字与监督码字之间的关系为线性关系时，或者说可以用线性方程组联系时，这种分组码就称为线性分组码。
LDPC是一种能够使得接收端的译码复杂度较低,、结构灵活的线性分组码。
发送端在生成LDPC，以及接收端对LDPC进行译码时，需要使用相同的LDPC校验矩阵。LDPC校验矩阵通常可以用LDPC基矩阵来简化表示，因此，可以说发送端根据LDPC基矩阵生成LDPC码字序列，接收端根据相同的LDPC基矩阵对LDPC码字序列进行译码。
在通信过程中，发送端根据LDPC基矩阵对信息序列进行信道编码，得到LDPC码字序列。接收端获取到该LDPC码字序列经过信道传输所得的对应的LDPC码字序列，可以使用消息传递算法，如分层最小和(Mini Sum，MS)算法，根据LDPC基矩阵对接该对应的LDPC码字序列进行信道译码，已得到LDPC码字序列中包含的信息序列。
在接收端使用分层最小和算法进行信道译码时，为了提高译码的效率，可以同时根据LDPC基矩阵中一个层内的所有行进行译码，即多行并行译码。
但是，同时根据LDPC基矩阵中一个层内的所有行进行译码时，若任意两行中存在元素位于同一列,则可能出现两个并行的译码单元需要同时处理同一个比特位信息的情况,这将会导致地址读写冲突。
为了避免地址读写冲突，通常在接收端会设置与译码单元相连的特殊逻辑单元。特殊逻辑单元用于等待其他译码单元读取或更新完该比特位信息，再读取或更新更新该比特位信息，以避免冲突，
但这种增加额外的逻辑单元的方式，不仅会降低译码速度，还会增加接收端的逻辑单元开销。
发明内容
本申请实施例提供的基于LDPC的通信方法和通信设备，在不需要额外逻辑单元的情况下，可以提高通信设备的译码速度，从而提高通信效率。
第一方面，本申请实施例提供了一种基于LDPC的通信方法，包括：获取待发送信息序列；根据LDPC基矩阵对所述待发送信息序列进行信道编码，得到LDPC码字序列，所述LDPC基矩阵包括至少一个无冲突层，所述无冲突层包括多个行和多个列，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量不同，所述第一目标元素与所述第二目标元素在所述无冲突层中的同一列不同行，所述目标元素为扩展后为非零矩阵的元素；发送所述LDPC码字序列。
使用本申请实施例中所述的包括无冲突层的LDPC基矩阵进行信道编码，使得接收端使用相同的LDPC基矩阵进行信道译码时，不需要增加额外逻辑单元的情况下，也可以达到信道译码时，不会对LDPC码字产生数据更新的冲突，进一步地，可以提高译码速度，最终提高通信效率。
在一种可能的实现方式中，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向相同。
在一种可能的实现方式中，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从小到大的方向。
在一种可能的实现方式中，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素。
在一种可能的实现方式中，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从大到小的方向。
在一种可能的实现方式中，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素。
在一种可能的实现方式中，所述第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与所述第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量之间的差值大于或等于第一阈值。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于LDPC的通信方法，包括：接收LDPC码字序列；根据LDPC基矩阵对所述LDPC码字序列进行信道译码，得到目标信息序列，所述LDPC基矩阵包括至少一个无冲突层，所述无冲突层包括多个行和多个列，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量不同，所述第一目标元素与所述第二目标元素在所述无冲突层中的同一列不同行，所述目标元素为扩展后为非零矩阵的元素。
使用本申请实施例中所述的包括无冲突层的LDPC基矩阵进行信道译码，不需要增加额外逻辑单元的情况下，也可以达到信道译码时，不会对LDPC码字产生数据更新的冲突，进一步地，可以提高译码速度，最终提高通信效率。
在一种可能的实现方式中，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向相同。
在一种可能的实现方式中，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从小到大的方向。
在一种可能的实现方式中，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素。
在一种可能的实现方式中，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从大到小的方向。
在一种可能的实现方式中，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素。
在一种可能的实现方式中，所述第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与所述第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量之间的差值大于或等于第一阈值。
在一种可能的实现方式中，所述根据LDPC基矩阵对所述LDPC码字序列进行信道译码，包括：对所述无冲突层执行消息传递算法，且使用块并行译码方法对所述无冲突层内的行进行并行译码，所述消息传递算法包括归一化最小和算法、偏移最小和算法或置信传播算法。
第三方面，本申请实施例提供了一种通信设备，所述通信设备包括用于执行第一方面或第一方面中任意一种可能的实现方式中的通信方法的模块。
第四方面，本申请实施例提供了一种通信设备，所述通信设备包括用于执行第二方面或第二方面中任意一种可能的实现方式中的通信方法的模块。
第五方面，本申请实施例提供了一种通信设备，包括通信接口、处理器和存储器，所述存储器用于存储代码，所述处理器用于执行所述存储器中的代码，所述通信接口用于与其他设备通信。当所述代码被执行时，所述处理器调用所述通信接口实现第一方面或第一方面中任意一种可能的实现方式中的通信方法。
第六方面，本申请实施例提供了一种通信设备，包括通信接口、处理器和存储器，所述存储器用于存储代码，所述处理器用于执行所述存储器中的代码，所述通信接口用于与其他设备通信。当所述代码被执行时，所述处理器调用所述通信接口实现第二方面或第二方面中任意一种可能的实现方式中的通信方法。
第七方面，本申请实施例提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储用于通信设备执行的程序代码，所述程序代码包括用于执行第一方面中或第一方面中任意一种可能的实现方式中的通信方法的指令。
第八方面，本申请实施例提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储用于通信设备执行的程序代码，所述程序代码包括用于执行第二方面中或第二方面中任意一种可能的实现方式中的通信方法的指令。
附图说明
图1是本申请实施例的通信系统的示意性架构图。
图2是本申请一个实施例的通信方法的示意性流程图。
图3是本申请实施例的LDPC校验矩阵的示意图。
图4是本申请实施例的LDPC校验矩阵对应的图模型示意图。
图5是本申请实施例的QC-LDPC校验矩阵的示意图。
图6是本申请实施例的循环右移矩阵的示意图。
图7是本申请实施例的QC-LDPC基矩阵的示意图。
图8是本申请实施例的LDPC基矩阵中的无冲突层的示意图。
图9是本申请实施例的双对角线结构的LDPC基矩阵的示意图。
图10是本申请实施例的通信方法的示意性流程图。
图11是本申请实施例的通信设备的示意性结构图。
图12是本申请实施例的通信设备的示意性结构图。
图13是本申请实施例的通信设备的示意性结构图。
图14是本申请实施例的通信设备的示意性结构图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
为了便于理解，先从整体上描述能够应用本申请实施例的通信方法和通信设备的通信系统架构的示例图。应理解，本申请实施例并不限于图1所示的系统架构中，此外，图1中的装置可以是硬件，也可以是从功能上划分的软件或者以上二者的结合。
如图1所示，通信系统可以包括两个通信设备，分别为第一通信设备110和第二通信设备120。
其中，第一通信设备110和第二通信设备120可以是基站、也可以是用户设备(UserEquipment，UE)或其他通信设备，本申请实施例对此并不限定。
具体而言，基站可以是全球移动通信(Global System for Mobilecommunication，GSM)系统或码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)系统中的基站(Base Transceiver Station，BTS)，也可以是宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access，WCDMA)系统中的基站(NodeB)，还可以是LTE系统中的演进型基站(Evolutional Node B，eNB或eNodeB)，或者是未来5G网络中的基站设备、小基站设备等。
UE可以经无线接入网(Radio Access Network，RAN)与一个或多个核心网(CoreNetwork)进行通信。UE可称为接入终端、终端设备、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置。UE可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(Session Initiation Protocol，SIP)电话、无线本地环路(Wireless Local Loop，WLL)站、个人数字处理(Personal Digital Assistant，PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备以及未来5G网络中的终端设备等。
第一通信设备110可以与第二通信设备120通信。具体而言，第一通信设备110可以向第二通信设备120发送信号，或者说发送信息。此时，第一通信设备110又可以称为发送端，第二通信设备120又可以称为接收端。
图1所示的通信系统还可以包括信道130。此时，第一通信设备110发送的信号经由信道130传输到第二通信设备120。信道130可以包括传输信号的物理媒介。
可选地，第一通信设备110发送的信号，除了经由信道130，还可以通过其他通信设备发送到第二通信设备120。
下面详细介绍本申请实施例的第一通信设备与第二通信设备通信时，分别由第一通信设备和第二通信设备执行的通信方法。
图2是本申请实施例的由第一通信设备执行的通信方法的示例性结构图。应理解，图2示出了该通信方法的步骤或操作，但这些步骤或操作仅是示例，本申请实施例还可以执行其他操作或者图2中的各个操作的变形。
S210，获取待发送信息序列。
也就是说，若第一通信设备需要与第二通信设备通信，即第一通信设备需要向第二通信设备发送信号，则第一通信设备需要先获取需要向第二设备发送的信号对应的待发送信息序列。
可选地，第一通信设备获取待发送信息序列，具体可以指：第一通信设备对待发送信源符号进行信源编码，生成待发送信息序列。
信源编码是一种以提高通信有效性为目的而对信源符号进行的变换，或者说为了减少码元字数目或降低码字速率进行的信源符号变换。
信源编码的作用之一是设法减少信源符号的码字数目和降低码字速率，即通常所说的数据压缩；作用之二是将信源的模拟信号转化成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。总的来说，信源编码的目标就是使信源减少冗余，更加有效、经济地传输，最常见的应用形式就是压缩。
本申请实施例中的信源编码方式可以参考现代通信中常见的信源编码方式，如Huffman编码、算术编码、L-Z编码等编码方式。
可选地，第一通信设备获取待发送信息序列，还可以指第一通信设备从其他通信设备接收待发送信息序列。
由于第一通信设备与第二通信设备的通信存在干扰和衰落，信号在传输过程中将会出现差错，因此对第一通信设备中的待发送信号必须采用纠、检错技术，即纠、检错编码技术，以增强数据在信道中传输时抵御各种干扰的能力，提高系统的可靠性。对将要在信道中传送的数字信号进行的纠、检错编码也称为信道编码。
信道编码之所以能够检出和校正接收比特流中的差错，是因为加入一些冗余比特，把几个比特上携带的信息扩散到更多的比特上。
也就是说，本申请实施例中，第一通信设备获取待发送信息序列后，需要对待发送信息序列进行信道编码。
目前，一种常见的信道编码是基于LDPC码的信道编码。LDPC码是由RobertG.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，不仅有逼近香农(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。
LDPC码是一种线性分组码，其校验矩阵具有稀疏特性，校验矩阵中元素1占的比重极小，所以又称为低密度奇偶校验码。对一个信息比特为k，码长为n的LDPC码，其校验矩阵H的维度为(n-k)×n，对应的码字c可以由校验矩阵H定义为：
c＝{c|HcT＝0,c∈{0,1}n} (1)
校验矩阵H中，每一行对应LDPC码的一个校验方程，n-k个校验方程对应LDPC码的n-k个校验节点；每一列对应LDPC码的一个码字，n个码字对应LDPC码的n个变量节点。矩阵H中的非零元素hij表示第i个校验节点和第j个变量节点相连。校验矩阵中每一行非零元素的个数为校验节点的度，每一列非零元素的个数为变量节点的度，若所有校验节点的度都相等，所有变量节点的度也相等，该矩阵对应的LDPC码为规则码，否则为非规则码。一个码长为10，码率为1/2的规则LDPC码校验矩阵H的示意图图如3所示。
LDPC码还可以用图模型来进行表示，常用的图模型有Tanner图、因子图和树图等，其中Tanner图描述较为简洁直观。图3所示的校验矩阵H的Tanner图表示如图4所示，图4中与矩阵描述中度的定义相对应，节点的度可以定义为与其相连的边的个数。
准循环的低密度奇偶校验码(Quasi Cycle-Low Density Parity Check Code，QC-LDPC)码是一类校验矩阵具有准循环特性的LDPC码，可以根据准循环结构对校验矩阵进行简化表示。对一个(n,k)的QC-LDPC码，其校验位个数为m＝n-k，校验矩阵H可以如图5所示。
图5中，n＝nb×z,m＝mb×z,z≥1，Pi,j代表一个z×z的循环移位矩阵或者z×z的全零矩阵，它可以由对应的循环移位系数pi,j来简化表示。这里的循环移位矩阵定义为一个单位阵的循环右移矩阵，移位因子由第一个元素右移的位数决定，取值范围为pi,j∈[-1,z-1]，其中pi,j＝-1表示全零矩阵，pi,j＝0表示单位阵，1≤pi,j≤z-1表示单位阵中每个元素1循环右移pi,j位得到的矩阵。以z＝4为例，对应的循环右移矩阵如图6所示。
由此可知，可以将校验矩阵H简化表示为一个mb×nb维的基矩阵Hb，H中的每个z×z循环移位阵简化为基矩阵Hb中的一个非负整数，H中的每个z×z的全零矩阵简化为基矩阵Hb中的一个-1。
本申请实施例的一个示例性QC-LDPC基矩阵如图7所示。其中nb＝24，mb＝12。
通常来说，基于LDPC的编码就是根据信息序列s＝[s0,s1,…,sk-1]和校验矩阵H计算出对应的校验序列p＝[p0,p1,…,pm-1]的过程。由于校验矩阵H也可以简化表示为基矩阵Hb，因此基于LDPC的编码也可以是指根据信息序列s和基矩阵Hb计算出对应的校验序列的过程。
也就是说，第一通信设备获取待发送信息序列后，可以对该待发送信息序列进行进行基于LDPC的信道编码，且对该待发送信息序列进行进行基于LDPC的信道编码的具体实施方法中可以包括S220，即根据LDPC基矩阵对待发送信息序列进行信道编码，得到LDPC码字序列(即校验序列)。其中，该LDPC基矩阵包括无冲突层，该无冲突层包括多个行，对无冲突层中的每一行所包括的所有目标元素，从每一行的指定目标元素开始，按照每一行的指定方向，依次进行编号时，无冲突层中不同的行中编号相同的目标元素位于无冲突层中不同的列，目标元素为扩展后得到非零矩阵的元素，由于基矩阵扩展后，对应全零矩阵的元素有时也用-1表示，因此目标元素有时也可以称之为非负元素。
具体而言，该LDPC基矩阵包括至少一个无冲突层，无冲突层包括多个行和多个列，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到第二目标元素之间的目标元素的数量不同，第一目标元素与第二目标元素在无冲突层中的同一列不同行。目标元素是指经扩展后得到非零矩阵的元素，如图7中的非负元素。
第一目标元素所在行的统计方向和起始目标元素可以是预先指定或配置的。具体而言，第一目标元素所在行的起始目标元素可以该行中预先指定的任意目标元素。第一目标元素所在行的统计方向可以无冲突层中列号从小到大的方向，也可以是无冲突层中列号从大到小的方向，还可以既包括列号从小到大的方向，又包括列号从大到小的方向。
同理，第二目标元素所在行的统计方向和起始目标元素也可以是预先制定或配置的。具体而言，第二目标元素所在行的起始目标元素可以该行中预先指定的任意目标元素，第一目标元素所在行的统计方向可以无冲突层中列号从小到大的方向，也可以是无冲突层中列号从大到小的方向，还可以既包括列号从小到大的方向，又包括列号从大到小的方向。
可选地，第一目标元素所在行的统计方向与第二目标元素所在行的统计方向可以相同。如，第一目标元素所在行的统计方向与第二目标元素所在行的统计方向，均可以是无冲突层中列号从大到小的方向，或均可以是无冲突层中列号从小到大的方向。
可选地，若第一目标元素所在行的统计方向与第二目标元素所在行的统计方向，均是无冲突层中列号从小到大的方向，则第一目标元素所在行的起始目标元素可以为第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素，第二目标元素所在行的起始目标元素也可以为第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素。
可选地，若第一目标元素所在行的统计方向和第二目标元素所在行的统计方向均为无冲突层中列号从大到小的方向，则第一目标元素所在行的起始目标元素可以为第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素，第二目标元素所在行的起始目标元素也可以为第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素。
本申请实施例的LDPC基矩阵中的无冲突层的一个示例如图8所示。图8所示的无冲突层中，目标元素为0，每个行的起始目标元素为各自行中列号最小的目标元素，每个行统计方向均为列号从小到大的方向。
如图8中第七列中有三个目标元素。第七列的三个目标元素中，位于第二行的目标元素与第二行中位于第三列的起始目标元素之间有1个目标元素；第七列的三个目标元素中，位于第三行的目标元素与第三行中位于第二列的起目标元素之间有两个目标元素；第七列的三个目标元素中，位于第四行的目标元素，与第四行中位于第一列的起始目标元素之间有四个目标元素。
可选地，第一目标元素所在行的起始目标元素的可以位于该行中列号最大的目标元素和列号最小的目标元素之间。第一目标元素的所在行中，若统计方向为列号从小到大的方向，且第一目标元素的列号小于起始目标元素的列号，则起始目标元素到第一目标元素之间的目标元素包括起始目标元素到列号最大的目标元素之间的元素、列号最小的目标元素到第一目标元素之间的目标元素、以及列号最大和列号最小的目标元素。
第一目标元素的所在行中，若统计方向为列号从大到小的方向，且第一目标元素的列号大于起始目标元素的列号，则起始目标元素到第一目标元素之间的目标元素包括起始目标元素到列号最小的目标元素之间的元素、列号最大的目标元素到第一目标元素之间的目标元素、以及列号最大和列号最小的目标元素。
同理，第二目标元素所在行的起始目标元素的可以位于该行中列号最大的目标元素和列号最小的目标元素之间。第二目标元素的所在行中，若统计方向为列号从小到大的方向，且第二目标元素的列号小于起始目标元素的列号，则起始目标元素到第二目标元素之间的目标元素包括起始目标元素到列号最大的目标元素之间的元素、列号最小的目标元素到第二目标元素之间的目标元素、以及列号最大和列号最小的目标元素。
第二目标元素的所在行中，若统计方向为列号从大到小的方向，且第二目标元素的列号大于起始目标元素的列号，则起始目标元素到第二目标元素之间的目标元素包括起始目标元素到列号最小的目标元素之间的元素、列号最大的目标元素到第二目标元素之间的目标元素、以及列号最大和列号最小的目标元素。
可选地，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到第二目标元素之间的目标元素的数量之间的差值可以大于或等于第一阈值。
如，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到第二目标元素之间的目标元素的数量之间的差值可以大于或等于5。
可选地，第一目标元素所在行的统计方向与第二目标元素所在行的统计方向也可以不相同，本申请实施例对此不做限制。
本申请实施例中的LDPC基矩阵，换句话说，可以包括至少一个无冲突层，无冲突层包括多个行，对无冲突层中的每一行所包括的所有目标元素，从每一行的指定目标元素开始，按照每一行的指定方向，依次进行编号时，无冲突层中不同的行中编号相同的目标元素位于无冲突层中不同的列，目标元素为扩展后得到非零矩阵的元素。
对无冲突层中的任意一行进行编号时，该行中的一个目标元素为指定目标元素。然后从该指定目标元素开始，按照该行的指定方向，对该行中的所有目标元素进行连续编号。
具体而言，若无冲突层中的任意行的指定目标元素是该行中列号最小的目标元素、且指定方向为列号增长方向时，从列号最小的目标元素开始，按照列号从小到大的顺序，依次对该行中所有目标元素进行编号。
具体而言，若无冲突层中的任意行的指定目标元素是该行中列号最大的目标元素、且指定方向为列号减小方向时，从列号最大的目标元素开始，按照列号从大到小的顺序，依次对该行中所有目标元素进行编号。
具体而言，若无冲突层中的任意行的指定目标元素的列号位于最小列号和最大列号之间时，指定方向可以为列号增长方向，也可以是列号减小方向。此时，若指定方向为列号增长方向，则从指定目标元素开始，按照列号从小到大的顺序，依次对该行中所有目标元素进行编号时，对列号最大的目标元素进行编号后，继续从该行中列号最小的目标元素开始，对列号小于指定目标元素的目标元素进行编号。
如无冲突层的某一行中有10个目标元素，第4个目标元素为指定目标元素，指定方向为列号增长方向时，依次对第4个至第10个目标元素编号为1至7后，继续对第1个至第3个目标元素进行编号。第1个至第3个目标元素的编号分别为8、9、10。
同理，若无冲突层中的任意行的指定目标元素的列号位于最小列号和最大列号之间、且指定方向为列号减小方向，则从指定目标元素开始，按照列号从大到小的顺序，依次对该行中所有目标元素进行编号时，对列号最小的目标元素进行编号后，继续从该行中列号最大的目标元素开始，对列号大于指定目标元素的目标元素进行编号。
如无冲突层的某一行中有10个目标元素，第7个目标元素为指定目标元素，指定方向为列号减小方向时，依次对第7个至第1个目标元素编号为1至7后，继续对第10个至第8个目标元素进行编号。第10个、第9个、第8个目标元素的编号分别为8、9、10。
本申请实施例的LDPC基矩阵中，可选地，一个无冲突层中不同的行的指定方向可以相同。进一步说，一个无冲突层中所有行的指定方向可以相同。
具体而言，无冲突层中所有行的指定目标元素可以均为各自行的所有目标元素中列号最小的目标元素，所有行的指定方向可以均为列号增长方向。或者，无冲突层中所有行的指定目标元素可以均为各自行的所有目标元素中列号最大的目标元素，所有行的指定方向可以均为列号减小方向。
应注意的是，无冲突层中，不同的行中相同编号的目标元素应位于不同的列。如一个无冲突层包括4个行，按照上述编号方法分别对这四个行中的目标元素进行编号后，若第一行中的第一个目标元素位于第一列，则第二行至第四行中每行的第一个目标元素均不在第一列，若第二行中的第一个目标元素位于第二列，则第三行和第四行的第一个目标元素均不在第二列，若第三行的第一个目标元素位于第三列，则第四行的第一个目标元素布在第三列。
可选地，本申请实施例的LDPC基矩阵中，可以是所有的层均为无冲突层，也可以是部分层为无冲突层。
为了实现线性复杂度编码，本申请实施例中采用的LDPC基矩阵通常具有特殊结构，如双对角线结构或下三角结构。
下面以基于对角线结构和下三角结构的LDPC基矩阵的编码为例，详细介绍本申请实施例基于LDPC基矩阵的信道编码的具体方法。
双对角线结构的LDPC基矩阵Hb可以分为两个部分
Figure GDA0002661340460000131
其中Hb1对应系统位，Hb2对应校验位，k＝z×kb。Hb2又可以分为两部分Hb2＝[H′b2 H″b2]，其中H′b2大小为mb×1，有3个元素的值不等于-1，分别位于第0行，第mb-1行和第x行(1≤x≤mb-2)，第一行和第mb-1行元素的值均等于a(1≤a≤z-1)，第x行的元素等于0；H″b2为双对角线结构，其中当i＝j和i＝j+1时第i行，第j列为0，其余位置均为-1。Hb2具体可以如图9表示。
根据扩展因子z，将信息序列s分成kb组，每组z比特，分组后得到的向量记做u＝[u(0),u(1),…,u(kb-1)]，其中每个元素均为一个列向量u(i)＝[siz,siz+1,…,s(i+1)z-1]T。
同样，校验向量p分成mb组，每组z比特，可以得到向量v＝[v(0),v(1),…,v(mb-1)]，每个元素对应的列向量为v(i)＝[piz,piz+1,…,p(i+1)z-1]T。
根据上述分组，编码过程可以分为如下两步。
1.初始化，通过将Hb·[u v]T＝0中的所有行相加，消去重复项得到v(0)，计算公式如公式(2)。
Figure GDA0002661340460000141
其中，x为H′b2中间非负元素的位置且1≤x≤mb-2，Pi,j表示基矩阵Hb第i行第j行的循环移位系数pi,j对应的循环移位矩阵，对公式(2)左右两边同时乘以
Figure GDA0002661340460000142
便可得到v(0)。由于
Figure GDA0002661340460000143
是单位阵的循环移位矩阵，其逆矩阵为循环系数
Figure GDA0002661340460000144
对应的循环移位矩阵。
2.根据H″b2的双对角线结构，递归的计算出v(1)到v(mb-1)，计算公式如公式(3)和公式(4)。
Figure GDA0002661340460000145
Figure GDA0002661340460000146
根据上述公式即可计算出v(0)到v(mb-1)，完成编码过程。
下三角结构的LDPC基矩阵Hb同样可以分为两个部分
Figure GDA0002661340460000147
其中Hb1对应系统位，Hb2对应校验位，k＝z×kb。其中Hb2为下三角矩阵，对角线的右上方元素均为-1。
根据扩展因子z，将信息序列s分成kb组，每组z比特，分组后得到的向量记做u＝[u(0),u(1),…,u(kb-1)]，其中每个元素均为一个列向量u(i)＝[siz,siz+1,…,s(i+1)z-1]T。
同样，校验向量p分成mb组，每组z比特，可以得到向量v＝[v(0),v(1),…,v(mb-1)]，每个元素对应的列向量为v(i)＝[piz,piz+1,…,p(i+1)z-1]T。
编码时，根据Hb·[u v]T＝0以及下三角结构，校验向量可以通过公式(5)至公式(7)递归计算得到。
Figure GDA0002661340460000148
Figure GDA0002661340460000149
Figure GDA00026613404600001410
其中，Pi,j表示基矩阵Hb第i行第j行的循环移位系数pi,j对应的循环移位矩阵，其逆矩阵
Figure GDA00026613404600001411
为循环系数z-pi,j对应的循环移位矩阵。
由公式(5)至公式(7)可以得到：
Figure GDA0002661340460000151
Figure GDA0002661340460000152
Figure GDA0002661340460000153
本申请实施例中，第一通信设备根据上述LDPC基矩阵对待发送信息序列进行信道编码，得到LDPC码字序列后，可以执行S230，即发送该LDPC码字序列。具体而言，第一通信设备发送该LDPC码字序列。
该LDPC码字序列通过信道的传输后，可以到达第二通信设备。下面介绍该LDPC码字序列到达第二通信设备后，本申请实施例中由第二通信设备执行的通信方法。
本申请实施例中由第二通信设备执行的通信方法的示意性流程图如图10所示。应理解，图10示出了该通信方法的步骤或操作，但这些步骤或操作仅是示例，本申请实施例还可以执行其他操作或者图10中的各个操作的变形。
首先，如S1010所示，接收LDPC码字序列。应注意，第二通信设备接收到的LDPC码字序列可能不是第一通信设备发送的原LDPC码字序列，因此第一通信设备发送的LDPC码字序列在信道中传输时，可能会受到干扰，即第二通信设备接收的LDPC码字序列与第一通信设备发送的LDPC码字序列相比，可能是存在错误的。
为了检查和纠正第二通信设备接收到的LDPC码字序列，第二通信设备接下来需要执行S1020，即根据LDPC基矩阵，对该LDPC码字序列进行信道译码，得到目标信息序列。
第二通信设备进行信道译码所使用的LDPC基矩阵可以与第一通信设备进行信道编码时所使用的LDPC基矩阵相同。
简而言之，LDPC基矩阵包括至少一个无冲突层，无冲突层包括多个行和多个列，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到第二目标元素之间的目标元素的数量不同，第一目标元素与第二目标元素在无冲突层中的同一列不同行，目标元素为扩展后为非零矩阵的元素。
可选地，第一目标元素所在行的统计方向和第二目标元素所在行的统计方向相同。
可选地，第一目标元素所在行的统计方向和第二目标元素所在行的统计方向为LDPC基矩阵中列号从小到大的方向。
可选地，第一目标元素所在行的起始目标元素为第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素，第二目标元素所在行的起始目标元素为第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素。
可选地，第一目标元素所在行的统计方向和第二目标元素所在行的统计方向为LDPC基矩阵中列号从大到小的方向。
可选地，第一目标元素所在行的起始目标元素为第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素，第二目标元素所在行的起始目标元素为第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素。
可选地，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到第二目标元素之间的目标元素的数量之间的差值大于或等于第一阈值。
第二通信设备进行信道译码时，可以使用消息传递算法(Message PassingAlgorithms，MPA)。消息传递算法是一种迭代算法，具体迭代方法是，在使用校验矩阵进行译码时，每一次迭代过程中，消息都是从校验矩阵对应的Tanner图中的变量节点传到校验节点，然后再从校验节点传到变量节点。从变量节点到校验节点的消息是基于变量节点上观察到的信息以及从邻近的校验校验节点返回的变量节点的信息得到的。
需要注意的是，从某个变量节点传给某个校验节点的消息不包括上一次迭代过程中有该校验节点传给该变量节点的消息，从校验节点传给变量节点亦是如此。
消息传递算法通常包括置信传播(Belief Propagation，BP)算法、最小和(Min-Sum，MS)算法、归一化MS算法等。在这些消息传递算法，传递的消息的形式可以是对数似然比(Log Likelihood Ratios，LLR)信息。
下面以分层的MS算法为例，详细介绍使用LDPC校验矩阵进行译码的详细过程。
MS算法中设计的一些符号的定义如下：
it表示当前迭代次数，it＝1,2,…,MaxIter，Max_Iter表示LDPC基矩阵中的层数；
l表示当前更新层数，l＝0,1,…,L-1；
i表示LDPC基矩阵对应的校验矩阵的第i行，i＝0,1,…,M-1；
j表示LDPC基矩阵对应的校验矩阵的第j列，j＝0,1,…,N-1；
λj表示LDPC码字序列第j个元素的LLR信息；
Rij[it]表示第it次迭代时，从LDPC基矩阵对应的校验矩阵中的第i个校验节点传给第j个变量节点的信息；
Qji[it]表示第it次迭代时，从LDPC基矩阵对应的校验矩阵中的第j个变量节点传给第i个校验节点的信息；
Qj[it]表示第it次迭代时，用于硬判决的第j个变量节点后验概率信息；
C(j)表示与第j个变量节点相连的校验节点的集合；
V(i)表示与第i个校验节点相连的变量节点的集合。
分层MS译码的过程是行列交替进行的，其具体包括如下步骤。
第一步：初始化
输入LDPC码字序列的信道LLR定义为
Figure GDA0002661340460000171
N为LDPC码字序列的长度。LLR为负逻辑映射(0→+1,1→-1)。
对i＝0,1,…,M-1，第i个校验节点传给第j个变量节点的信息Rij[0]初始化为0，其中j∈V(i)。
对j＝0,1,…,N-1，第j个变量节点的后验概率信息Qj[0]初始化为λj。
迭代次数it＝1，更新层数l＝0。
第二步：迭代运算
在译码过程中，校验节点(行)和变量节点(列)之间交替运算更新，直到译码成功或达到最大迭代次数。对于分层MS算法，同一层内的所有校验节点(行)会并行运算，更新完层内所有行后，再更新该行中所有非0元素所在的列(注：展开矩阵后的非0元素和基矩阵中的非负元素是等价的，后文将不再区分这两点)。
每次迭代中，第二通信设备要完成矩阵中所有层的校验节点(行)及与其相连的变量节点(列)的更新。
具体的，假设当前迭代次数为it(1≤it≤MaxIter)，第l(0≤l≤L-1)层的更新过程如下：
1.校验节点输入信息计算
为了更新第l层校验节点，需要先根据公式(8)计算与该层校验节点CN相连的第j个变量节点VN传给第i个校验节点CN的信息
Qji[it]＝Qj[it]-Rij[it-1]，lz≤i≤(l+1)z-1，j∈V(i) (8)
由于Qj[it]在一次迭代中会被更新多次，为了便于表示，这里令Qj[it]始终为当前更新的最新结果，当l＝0时，Qj[it]＝Qj[it-1]。
2.校验节点更新
对第i个校验节点，首先根据公式计算与其相连的变量节点信息绝对值|Qji[it]|的最小值mini[it]和最小值对应的序号minindexi[it]。
Figure GDA0002661340460000181
然后对除去最小值以外的其余值求min，得到次小值submini[it]，计算方法如公式(10)所示。
Figure GDA0002661340460000182
接着根据公式(11)计算出与第i个校验节点相连的所有变量节点符号的乘积。
Figure GDA0002661340460000183
最后根据上述信息和公式(12)即可完成校验节点的更新。
Figure GDA0002661340460000184
式(12)中，α为归一化修正因子，由系统预设。
3.变量节点更新
在计算变量节点信息时，假设此时校验节点完成了第it(1≤it≤MaxIter)次迭代第l层的更新，那么仅需要更新与第l层校验节点i相连的变量节点j，这里lz≤i≤(l+1)z-1，j∈V(i)。第j个变量节点的后验概率信息可以由公式(13)计算得到。
Qj[it]＝Qj[it]+(Rij[it]-Rij[it-1]) (13)
由于每层中只会有一个校验节点与第j个变量节点相连，因此对每个固定的j，有且仅有一个i值与其对应。
每次迭代完成时，需要计算变量节点的后验概率信息，以进行硬判决检测。后验概率信息的计算如公式所示，根据后验概率，可以完成硬判决译码，判断规则如式(14)所示。
Figure GDA0002661340460000191
得到长度为N的硬判序列HDD＝(HDD0,HDD1,…,HDDK-1,…,HDDN-1)后，对序列进行矩阵校验。
若H·HDDT＝0，则译码结果符合所有校验方程，则矩阵校验成功
若H·HDDT≠0，则矩阵校验失败，返回继续迭代知道正确译码或达到最大迭代次数。
本申请实施例中，由于LDPC基矩阵中包括的无冲突层中，位于同一列中的各个目标元素所在行中的起始目标元素分别到该各个目标元素之间的目标元素的数量不同，因此，第二通信设备在同时根据无冲突层中的这多个行进行译码时，从各自行中的起始目标元素开始进行译码，则位于同一个列上的目标元素对应的LDPC码字进行的更新均位于不同的时间段内，从而不会产生对同一个LDPC码字进行读取或更新的冲突。
也就是说，使用本申请实施例中所述的包括无冲突层的LDPC基矩阵进行信道译码，不需要增加额外逻辑单元的情况下，也可以达到信道译码时，不会对LDPC码字产生数据更新的冲突，进一步地，可以提高译码速度，最终提高通信效率。
例如，如图8所示的无冲突层中，虽然第6列存在交叠的元素，即第一行和第二行中均有非负元素位于第六列，但由于第一行在第6列之前有2个非负元素需要处理，第二行在第6列之前有3个非负元素需要处理，这使得第一行开始处理第6列的元素时，第二行还在处理第6列之前的元素，即第二行第5列的元素，而第二行开始处理第6列的元素时，第一行已经处理完第6列的元素，开始处理第7列的元素。也就是说，第6列元素的交叠并不会引入译码冲突。
本申请实施例中，可选地，在分层MS译码的过程中，具体可以采用块并行(BlockParallel)译码方法，以提高译码的灵活性和效率。
下面以Layer MS算法一层迭代的过程为例，介绍块并行译码的具体流程。采用块并行实现方式的LDPC信道译码每次处理LDPC基矩阵中的一个块(Block)，即单次处理的比特数等于扩展因子z。
假设Q1是LDPC码字序列中，与当前LDPC基矩阵的待译码行中某个非负元素相关的比特段，长度等于扩展因子z，排列顺序和传输的原始顺序相同。在LDPC的块并行译码处理过程如下。
步骤一，对输入的比特段Q1按LDPC基矩阵中该对应的非负元素的偏移值做循环移位，并将移位后的比特段输入第二通信设备的计算单元进行计算，更新比特段Q1相应的最小值mini[it]和最小值对应的序号minindexi[it]，次小值submini[it]和所有变量节点符号的乘积sgnalli[it]。
步骤二，计算比特段Q1新的变量节点值，完成后按Q1对应元素的偏移值反循环移位后，作为Q1比特段该行更新后所得的校验节点信息。
移位的意义在于，经过移位后每个比特段上相同序号的比特对应在LDPC矩阵中的元素正好位于同一行。移位之后可以直接并行进行CNU节点计算。
采用块并行的LDPC码实现方法时，默认支持的处理并行度等于矩阵扩展因子z。
本申请的实施例中，可选地，第一通信设备发送该LDPC码字序列之前，可以先对该LDPC码字序列进行数字调制，得到该LDPC码字序列对应的数字调制序列，然后再发送该数字调制LDPC序列。
对应地，第二通信设备接收到数字调制LDPC序列后，可以先对该数字解调序列进行数字解调，数字解调LDPC序列后，再根据LDPC基矩阵对该数字解调LDPC序列进行信道译码，得到目标信息序列。
本申请的实施例中，可选地，第一通信设备对LDPC码字序列进行数字调制之前，还可以先对该LDPC码字序列进行打孔，得到打孔LDPC码字序列，接下来对该LDPC码字序列进行数字调制，得到打孔LDPC码字序列对应的打孔数字调制LDPC序列，然后发送该打孔数字调制LDPC序列。
对应地，第二通信设备接收打孔数字调制LDCP序列后，可以先对该数字解调序列进行数字解调，数字解调LDPC序列后，再根据LDPC基矩阵对该数字解调LDPC序列进行信道译码，得到目标信息序列。其中，该信道译码包括恢复数字解调序列中被打孔的序列。
本申请实施例中可以执行图2所示的通信方法的通信设备的示例性结构如图11所示。应理解，图11示出的通信设备仅是示例，本申请实施例的通信设备还可包括其他模块或单元，或者包括与图11中的各个模块的功能相似的模块。
获取模块1110，用于获取待发送信息序列。
处理模块1120，用于根据LDPC基矩阵对所述待发送信息序列进行信道编码，得到LDPC码字序列，所述LDPC基矩阵包括至少一个无冲突层，所述无冲突层包括多个行和多个列，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量不同，所述第一目标元素与所述第二目标元素在所述无冲突层中的同一列不同行，所述目标元素为扩展后为非零矩阵的元素。
发送模块1130，用于发送所述LDPC码字序列。
本申请实施例中的通信设备，使用包括无冲突层的LDPC基矩阵进行信道编码，使得接收端使用相同的LDPC基矩阵进行信道译码时，不需要增加额外逻辑单元的情况下，也可以达到信道译码时，不会对LDPC码字产生数据更新的冲突，进一步地，可以提高译码速度，最终提高通信效率。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向相同。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从小到大的方向。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从大到小的方向。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与所述第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量之间的差值大于或等于第一阈值。
应理解，图11所示本申请实施例的通信设备中的各个单元的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图2中的通信方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
本申请实施例中可以执行图10所示的通信方法的通信设备的示例性结构如图12所示。应理解，图12示出的通信设备仅是示例，本申请实施例的通信设备还可包括其他模块或单元，或者包括与图12中的各个模块的功能相似的模块。
接收模块1210，用于接收LDPC码字序列。
处理模块1220，用于根据LDPC基矩阵对所述LDPC码字序列进行信道译码，得到目标信息序列，所述LDPC基矩阵包括至少一个无冲突层，所述无冲突层包括多个行和多个列，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量不同，所述第一目标元素与所述第二目标元素在所述无冲突层中的同一列不同行，所述目标元素为扩展后为非零矩阵的元素。
本申请实施例中的通信设备，使用包括无冲突层的LDPC基矩阵进行信道译码，不需要增加额外逻辑单元的情况下，也可以达到信道译码时，不会对LDPC码字产生数据更新的冲突，进一步地，可以提高译码速度，最终提高通信效率。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向相同。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从小到大的方向。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从大到小的方向。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与所述第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量之间的差值大于或等于第一阈值。
本申请实施例中，可选地，所述处理模块具体用于：对所述无冲突层执行消息传递算法，且使用块并行译码方法对所述无冲突层内的行进行并行译码，所述消息传递算法包括归一化最小和算法、偏移最小和算法或置信传播算法。
应理解，图12所示本申请实施例的通信设备中的各个单元的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图10中的通信方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
本申请实施例中可以执行图2所示的通信方法的通信设备的示例性结构如图11所示。应理解，图11示出的通信设备仅是示例，本申请实施例的通信设备还可包括其他模块或单元，或者包括与图11中的各个模块的功能相似的模块。
本申请实施例中可以执行图2所示的通信方法的通信设备的另一种示例性结构如图13所示。应理解，图13示出的通信设备仅是示例，本申请实施例的通信设备还可包括其他模块或单元，或者包括与图13中的各个模块的功能相似的模块。
存储器1310用于存储程序，处理器用于执行存储器1310中存储的程序，接收器1330用于与其他通信设备通信。
具体而言，存储器1310还用于存储LDPC基矩阵。所述LDPC基矩阵包括至少一个无冲突层，所述无冲突层包括多个行和多个列，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量不同，所述第一目标元素与所述第二目标元素在所述无冲突层中的同一列不同行，所述目标元素为扩展后为非零矩阵的元素。
处理器1320具体用于根据所述LDPC基矩阵对所述待发送信息序列进行信道编码，得到LDPC码字序列。
通信接口具体用于发送所述LDPC码字序列。
本申请实施例中的通信设备，使用包括无冲突层的LDPC基矩阵进行信道编码，使得接收端使用相同的LDPC基矩阵进行信道译码时，不需要增加额外逻辑单元的情况下，也可以达到信道译码时，不会对LDPC码字产生数据更新的冲突，进一步地，可以提高译码速度，最终提高通信效率。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向相同。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从小到大的方向。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从大到小的方向。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与所述第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量之间的差值大于或等于第一阈值。
应理解，图13所示本申请实施例的通信设备可对应于图11所示的通信设备，并且本申请实施例的通信设备中的各个单元的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图2中的通信方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
本申请实施例中可以执行图10所示的通信方法的通信设备的另一种示例性结构如图14所示。应理解，图14示出的通信设备仅是示例，本申请实施例的通信设备还可包括其他模块或单元，或者包括与图14中的各个模块的功能相似的模块。
存储器1410用于存储程序，处理器用于执行存储器1410中存储的程序，接收器1430用于与其他通信设备通信。
具体而言，存储器1410还用于存储LDPC基矩阵。所述LDPC基矩阵包括至少一个无冲突层，所述无冲突层包括多个行和多个列，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量不同，所述第一目标元素与所述第二目标元素在所述无冲突层中的同一列不同行，所述目标元素为扩展后为非零矩阵的元素。
处理器1420具体用于根据LDPC基矩阵对所述LDPC码字序列进行信道译码，得到目标信息序列。
本申请实施例中的通信设备，使用包括无冲突层的LDPC基矩阵进行信道译码，不需要增加额外逻辑单元的情况下，也可以达到信道译码时，不会对LDPC码字产生数据更新的冲突，进一步地，可以提高译码速度，最终提高通信效率。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向相同。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从小到大的方向。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从大到小的方向。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素。
本申请实施例中，可选地，所述第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与所述第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量之间的差值大于或等于第一阈值
本申请实施例中，可选地，所述处理器1420具体用于：对所述无冲突层执行消息传递算法，且使用块并行译码方法对所述无冲突层内的行进行并行译码，所述消息传递算法包括归一化最小和算法、偏移最小和算法或置信传播算法。
应理解，图14所示本申请实施例的通信设备可对应于图12所示的通信设备，并且本申请实施例的通信设备中的各个单元的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图10中的通信方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请实施例的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (30)

1.一种基于低密度奇偶校验码LDPC的通信方法，其特征在于，包括：
获取待发送信息序列；
根据LDPC基矩阵对所述待发送信息序列进行信道编码，得到LDPC码字序列，所述LDPC基矩阵包括至少一个无冲突层，所述无冲突层包括多个行和多个列，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量不同，所述第一目标元素与所述第二目标元素在所述无冲突层中的同一列不同行，所述目标元素为扩展后为非零矩阵的元素；
发送所述LDPC码字序列。
2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向相同。
3.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从小到大的方向。
4.根据权利要求3所述的通信方法，其特征在于，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素。
5.根据权利要求2所述的通信方法，其特征在于，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从大到小的方向。
6.根据权利要求5所述的通信方法，其特征在于，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的通信方法，其特征在于，所述第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与所述第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量之间的差值大于或等于第一阈值。
8.一种基于低密度奇偶校验码LDPC的通信方法，其特征在于，包括：
接收LDPC码字序列；
根据LDPC基矩阵，对所述LDPC码字序列进行信道译码，得到目标信息序列，所述LDPC基矩阵包括至少一个无冲突层，所述无冲突层包括多个行和多个列，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量不同，所述第一目标元素与所述第二目标元素在所述无冲突层中的同一列不同行，所述目标元素为扩展后为非零矩阵的元素。
9.根据权利要求8所述的通信方法，其特征在于，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向相同。
10.根据权利要求9所述的通信方法，其特征在于，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从小到大的方向。
11.根据权利要求10所述的通信方法，其特征在于，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素。
12.根据权利要求9所述的通信方法，其特征在于，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从大到小的方向。
13.根据权利要求12所述的通信方法，其特征在于，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的通信方法，其特征在于，所述第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与所述第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量之间的差值大于或等于第一阈值。
15.根据权利要求8所述的通信方法，其特征在于，所述根据LDPC基矩阵，对所述LDPC码字序列进行信道译码，包括：
对所述无冲突层执行消息传递算法，且使用块并行译码方法对所述无冲突层内的行进行并行译码，所述消息传递算法包括归一化最小和算法、偏移最小和算法或置信传播算法。
16.一种基于低密度奇偶校验码LDPC的通信设备，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待发送信息序列；
处理模块，用于根据LDPC基矩阵对所述待发送信息序列进行信道编码，得到LDPC码字序列，所述LDPC基矩阵包括至少一个无冲突层，所述无冲突层包括多个行和多个列，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量不同，所述第一目标元素与所述第二目标元素在所述无冲突层中的同一列不同行，所述目标元素为扩展后为非零矩阵的元素；
发送模块，用于发送所述LDPC码字序列。
17.根据权利要求16所述的通信设备，其特征在于，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向相同。
18.根据权利要求17所述的通信设备，其特征在于，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从小到大的方向。
19.根据权利要求18所述的通信设备，其特征在于，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素。
20.根据权利要求17所述的通信设备，其特征在于，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从大到小的方向。
21.根据权利要求20所述的通信设备，其特征在于，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素。
22.根据权利要求16至21中任一项所述的通信设备，其特征在于，所述第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与所述第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量之间的差值大于或等于第一阈值。
23.一种基于低密度奇偶校验码LDPC的通信设备，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收LDPC码字序列；
处理模块，用于根据LDPC基矩阵对所述LDPC码字序列进行信道译码，得到目标信息序列，所述LDPC基矩阵包括至少一个无冲突层，所述无冲突层包括多个行和多个列，第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量不同，所述第一目标元素与所述第二目标元素在所述无冲突层中的同一列不同行，所述目标元素为扩展后为非零矩阵的元素。
24.根据权利要求23所述的通信设备，其特征在于，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向相同。
25.根据权利要求24所述的通信设备，其特征在于，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从小到大的方向。
26.根据权利要求25所述的通信设备，其特征在于，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最小的目标元素。
27.根据权利要求24所述的通信设备，其特征在于，所述第一目标元素所在行的统计方向和所述第二目标元素所在行的统计方向为所述LDPC基矩阵中列号从大到小的方向。
28.根据权利要求27所述的通信设备，其特征在于，所述第一目标元素所在行的起始目标元素为所述第一目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素，所述第二目标元素所在行的起始目标元素为所述第二目标元素所在行的所有目标元素中列号最大的目标元素。
29.根据权利要求23至28中任一项所述的通信设备，其特征在于，所述第一目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第一目标元素之间的目标元素的数量，与所述第二目标元素所在行的起始目标元素在统计方向上到所述第二目标元素之间的目标元素的数量之间的差值大于或等于第一阈值。
30.根据权利要求23所述的通信设备，其特征在于，所述处理模块具体用于：
对所述无冲突层执行消息传递算法，且使用块并行译码方法对所述无冲突层内的行进行并行译码，所述消息传递算法包括归一化最小和算法、偏移最小和算法或置信传播算法。
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