CN109639392A - 广播信道传输的空间耦合ldpc码的构造方法及系统 - Google Patents

广播信道传输的空间耦合ldpc码的构造方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109639392A
CN109639392A CN201811331423.6A CN201811331423A CN109639392A CN 109639392 A CN109639392 A CN 109639392A CN 201811331423 A CN201811331423 A CN 201811331423A CN 109639392 A CN109639392 A CN 109639392A
Authority
CN
China
Prior art keywords
matrix
code
stage lifting
subcode
lifting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811331423.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109639392B (zh
Inventor
彭克武
张妤姝
宋健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hengtong Lightload Infinite Information Technology (jiangsu) Co Ltd
Tsinghua University
Original Assignee
Hengtong Lightload Infinite Information Technology (jiangsu) Co Ltd
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hengtong Lightload Infinite Information Technology (jiangsu) Co Ltd, Tsinghua University filed Critical Hengtong Lightload Infinite Information Technology (jiangsu) Co Ltd
Priority to CN201811331423.6A priority Critical patent/CN109639392B/zh
Publication of CN109639392A publication Critical patent/CN109639392A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109639392B publication Critical patent/CN109639392B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0061—Error detection codes
    • H04L1/0063—Single parity check
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/11—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
    • H03M13/1102—Codes on graphs and decoding on graphs, e.g. low-density parity check [LDPC] codes
    • H03M13/1148—Structural properties of the code parity-check or generator matrix
    • H03M13/1154—Low-density parity-check convolutional codes [LDPC-CC]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

本发明公开了一种广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法及系统，其中，该方法包括：获取多个名义码率所对应的边扩展子码模板矩阵；根据边扩展子码模板矩阵，通过两级提升、空间耦合和行截断构造出空间耦合LDPC码的校验矩阵。该方法可以设计出误码平台低并且具有通用性特征的有限码长和耦合长度可变的空间耦合LDPC码，用于数字电视地面广播传输，可以实现同时兼顾不同的信道条件和编码调制模式。

Description

广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法及系统
技术领域
本发明涉及数字信息传输技术领域，特别涉及一种广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法及系统。
背景技术
在数字电视地面广播传输中，接收端设备种类和业务类型多样，且存在多种不同的信道条件(包括发射条件和接收条件)，因此，传统的地面数字电视广播传输系统中的编码调制方案需要面向不同的业务场景和信道条件优化。
欧洲第二代地面数字电视广播标准DVB-T2首次提出用Alamouti-code空时码作为双天线发射分集方案实现多入单出(Multiple-Input Multiple-Output，MISO)的传输，之后在手持电视标准(Next-Generation Digital Broadcasting，简称DVB-NGH)中提出用增强空间复用(Enhance Spatial Multiplexing，简称ESM)作为双天线空间复用方案实现多入多出(Multiple-Input Multiple-Output，简称MIMO)的传输。面向MISO的双天线发射分集方案，如果直接通过增加接收端天线数目扩展成MIMO方案，则该MIMO方案只提供分集增益而没有空间复用增益，不能有效提高系统的数据传输率。而DVB-NGH中面向MIMO的双天线空间复用方案并不适用于MISO的传输，在MISO接收条件下，性能急剧恶化。显然，MISO方案和MIMO方案兼容存在困难。
相关技术中指出，采用空间多路复用系统(Vertical-BLAST，V-BLAST)方案的MIMO系统，即各个发射天线传输符号相互独立，可以通过独立解码映射的比特交织编码调制(Bit-Interleaved Coded Modulation，简称BICM)技术或者迭代解码映射的比特交织编码调制(Bit-Interleaved Coded Modulation with Iterative Decoding，简称BICM-ID)技术获得逼近MIMO信道容量的性能。然而，面向MIMO BICM系统优化的传统的编码调制方案，在MIMO BICM-ID系统中会出现性能恶化。因此，传统的编码调制方案需要面向MIMO BICM/BICM-ID系统分别进行优化，例如，设计不同的比特映射。此外，面向不同的信道条件、不同的编码调制模式，传统的编码调制方案也需要进行专门的技术优化。
随着空间耦合低密度奇偶校验(space couplingLow-density Parity-check，简称SC-LDPC)码的不断发展，证明了空间耦合LDPC码在渐进意义下具有通用性的特征，即，对于一组容量相同的信道，可以设计一个空间耦合LDPC码来同时逼近这一组信道的容量。在相关的研究中，人们往往更加关注空间耦合LDPC码在码长无限、耦合长度无限、迭代次数无限的情况下的渐进性能。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法，该方法可以设计出误码平台低并且具有通用性特征的有限码长和耦合长度可变的空间耦合LDPC码，用于数字电视地面广播传输，以实现同时兼顾不同的信道条件和编码调制模式。
本发明的另一个目的在于提出一种广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法，包括：S1，获取多个名义码率所对应的边扩展子码模板矩阵；S2，根据所述边扩展子码模板矩阵，通过两级提升、空间耦合和行截断构造出空间耦合LDPC码的校验矩阵。
本发明实施例的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法，通过一系列矩阵变换，可以设计出误码平台低并且具有通用性特征的有限码长、耦合长度可变的空间耦合LDPC码，用于数字电视地面广播传输，以实现同时兼顾不同的信道条件和编码调制模式。
另外，根据本发明上述实施例的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，S1进一步包括：S101，获取边扩展模式的边扩展参数和所述多个名义码率，并确定所述多个名义码率对应的所述边扩展子码模板矩阵的大小；S102，构造所述边扩展子码模板矩阵的列重分布和边扩展模式，并进行优化以得到所述边扩展子码模板矩阵。
进一步地，在本发明的一个实施例中，S2进一步包括：S201，获取第一级提升参数、第二级提升参数和耦合长度；S202，根据所述第一级提升参数，对所述多个名义码率对应的所述边扩展子码模板矩阵进行第一级提升，得到所述多个名义码率对应的子码第一级提升矩阵；S203，根据所述第二级提升参数，对所述多个名义码率对应的所述子码第一级提升矩阵进行第二级提升，得到所述多个名义码率对应的子码校验矩阵；S204，对所述子码校验矩阵进行所述耦合长度的空间耦合，并进行行截断，构造所述多个名义码率对应的所述空间耦合LDPC码的校验矩阵。
进一步地，在本发明的一个实施例中，S202进一步包括：获取并优化所述边扩展子码模板矩阵的第一级提升地址，根据优化后的所述第一级提升地址，将所述边扩展子码模板矩阵中的零元素替换为所述第一级提升参数阶的零矩阵，将所述边扩展子码模板矩阵中的非零元素替换为所述第一级提升参数阶的行重列重均为1的矩阵，得到所述多个名义码率对应的所述子码第一级提升矩阵。
进一步地，在本发明的一个实施例中，S203进一步包括：获取并优化所述子码第一级提升矩阵的第二级偏移地址，根据所述优化后的所述第二级偏移地址，将所述子码第一级提升矩阵中零元素提替换为所述第二级提升参数阶的零矩阵，将所述子码第一级提升矩阵中非零元素替换为所述第二级提升参数阶的循环移位矩阵，得到所述多个名义码率的所述子码校验矩阵。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统，包括：获取模块，用于获取多个名义码率对应的边扩展子码模板矩阵；构造模块，用于根据所述边扩展子码模板矩阵，通过两级提升、空间耦合和行截断构造空间耦合LDPC码的校验矩阵。
本发明实施例的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统，通过一系列矩阵变换，可以设计出误码平台低并且具有通用性特征的有限码长、耦合长度可变的空间耦合LDPC码，用于数字电视地面广播传输，以实现同时兼顾不同的信道条件和编码调制模式。
另外，根据本发明上述实施例的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述获取模块进一步用于，获取边扩展模式的边扩展参数和所述多个名义码率，并确定所述多个名义码率对应的所述边扩展子码模板矩阵的大小，构造所述边扩展子码模板矩阵的列重分布和边扩展模式，并进行优化以得到所述边扩展子码模板矩阵。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述构造模块包括：获取单元，用于获取第一级提升参数、第二级提升参数和耦合长度；第一级提升单元，用于根据所述第一级提升参数，对所述多个名义码率对应的所述边扩展子码模板矩阵进行第一级提升，得到所述多个名义码率对应的子码第一级提升矩阵；第二级提升单元，用于根据所述第二级提升参数，对所述多个名义码率对应的所述子码第一级提升矩阵进行第二级提升，得到所述多个名义码率对应的子码校验矩阵；处理单元，用于对所述子码校验矩阵进行所述耦合长度的空间耦合，并进行行截断，构造所述多个名义码率对应的所述空间耦合LDPC码的校验矩阵。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一级提升单元具体用于：获取并优化所述边扩展子码模板矩阵的第一级提升地址，根据优化后的所述第一级提升地址，将所述边扩展子码模板矩阵中的零元素替换为所述第一级提升参数阶的零矩阵，将所述边扩展子码模板矩阵中的非零元素替换为所述第一级提升参数阶的行重列重均为1的矩阵，得到所述多个名义码率对应的所述子码第一级提升矩阵。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第二级提升单元具体用于：获取并优化所述子码第一级提升矩阵的第二级偏移地址，根据所述优化后的所述第二级偏移地址，将所述子码第一级提升矩阵中零元素提替换为所述第二级提升参数阶的零矩阵，将所述子码第一级提升矩阵中非零元素替换为所述第二级提升参数阶的循环移位矩阵，得到所述多个名义码率的所述子码校验矩阵。
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为根据本发明一个实施例的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法流程图；
图2为根据本发明一个具体实施例的边扩展子码模板矩阵图；
图3为根据本发明一个具体实施例的第一级提升地址的非零取值与矩阵的对应关系图；
图4为根据本发明一个具体实施例的子码第一级提升矩阵的第二级偏移地址图；
图5为根据本发明一个具体实施例的子码第一级提升矩阵图；
图6为根据本发明一个具体实施例的子码第一级提升矩阵优化后的第二级偏移地址图；
图7为根据本发明一个具体实施例的子码校验矩阵图；
图8为根据本发明一个具体实施例的校验矩阵图；
图9为根据本发明一个具体实施例构造的空间耦合LDPC码的性能仿真图；
图10为根据本发明一个实施例的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统结构示意图。
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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法及系统，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法。
图1为根据本发明一个实施例的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法流程图。
如图1所示，该广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法包括以下步骤：
在步骤S101中，获取多个名义码率所对应的边扩展子码模板矩阵。
进一步地，首先获取边扩展模式的边扩展参数和多个名义码率，并确定多个名义码率对应的边扩展子码模板矩阵的大小，然后构造边扩展子码模板矩阵的列重分布和边扩展模式，并进行优化以得到边扩展子码模板矩阵。
具体地，在本发明的实施例中，确定边扩展模式的边扩展参数w，确定支持的J个名义码率其中，并确定J个名义码率所对应的边扩展子码模板矩阵B′1，B′2，...，B′J大小分别为(w+1)M×N1，(w+1)M×N2，...，(w+1)M×NJ，其中，M和Nj为整数，j＝1，2，...，J，N1＜N2＜…＜NJ。再对各个名义码率其中，j＝1，2，...，J，设计对应的边扩展子码模板矩阵B′j的列重分布和边扩展模式。
需要说明的是，不同于传统的随机边扩展模式，本发明实施例中空间耦合LDPC码的边扩展模式是确定的、经过优化的，便于空间耦合LDPC码的设计和描述。
在步骤S102中，根据边扩展子码模板矩阵，通过两级提升、空间耦合和行截断构造出空间耦合LDPC码的校验矩阵。
进一步地，在本发明的一个实施例中，首先获取第一级提升参数、第二级提升参数和耦合长度，根据第一级提升参数，对多个名义码率对应的边扩展子码模板矩阵进行第一级提升，可以得到多个名义码率对应的子码第一级提升矩阵，再根据第二级提升参数，对多个名义码率对应的子码第一级提升矩阵进行第二级提升，得到多个名义码率对应的子码校验矩阵，最后，对子码校验矩阵进行以耦合长度的空间耦合，并进行行截断，构造出多个名义码率对应的空间耦合LDPC码的校验矩阵。
具体地，在本发明的实施例中，确定第一级提升参数Z1、第二级提升参数Z2和耦合长度L。
根据第一级提升参数Z1，对各个名义码率所对应的边扩展子码模板矩阵B′j进行第一级提升，可以得到所对应的子码第一级提升矩阵C′j。
其中，子码第一级提升矩阵C′j可以通过下述步骤生成：首先优化边扩展子码模板矩阵B′j的第一级提升地址。其中，B′j中零元素对应的第一级提升地址为0，代表大小为Z1×Z1的零矩阵；非零元素对应的第一级提升地址的取值范围为1～Z1！，其中Z1！表示Z1的阶乘，每一个取值均代表一个不同的大小为Z1×Z1的行重列重均为1的矩阵。再根据优化后的第一级提升地址，将B′j中所有零元素替换为大小为Z1×Z1的零矩阵，并将B′j中所有非零元素替换为其第一级提升地址所代表的大小为Z1×Z1的行重列重均为1的矩阵，可以得到所对应的子码第一级提升矩阵C′j。
换言之，子码第一级提升矩阵的获取是，首先获取并优化边扩展子码模板矩阵的第一级提升地址，根据优化后的第一级提升地址，将边扩展子码模板矩阵中的零元素替换为第一级提升参数阶的零矩阵，将边扩展子码模板矩阵中的非零元素替换为第一级提升参数阶的行重列重均为1的矩阵，得到多个名义码率对应的子码第一级提升矩阵。
在本发明的实施例中，根据第二级提升参数Z2，对各个名义码率所对应的子码第一级提升矩阵C′j进行第二级提升，可以得到所对应的子码校验矩阵H′j。
其中，子码校验矩阵可以通过下述方式得到，首先优化子码第一级提升矩阵C′j的第二级偏移地址。其中，C′j中零元素对应的第二级偏移地址为0，代表大小为Z2×Z2的零矩阵；非零元素对应的第二级偏移地址的取值范围为1～Z2，每一个取值均代表一个不同的大小为Z2×Z2的循环移位矩阵。再根据优化的第二级偏移地址，将C′j中所有零元素替换为大小为Z2×Z2的零矩阵，并将C′j中所有非零元素替换为其第二级偏移地址所代表的大小为Z2×Z2的循环移位矩阵，可以得到所对应的子码校验矩阵H′j。
换言之，子码校验矩阵的获取方式是：首先获取并优化子码第一级提升矩阵的第二级偏移地址，然后根据优化后的第二级偏移地址，将子码第一级提升矩阵中零元素提替换为第二级提升参数阶的零矩阵，最后将子码第一级提升矩阵中非零元素替换为第二级提升参数阶的循环移位矩阵，得到多个名义码率的子码校验矩阵。
进一步地，对各个名义码率将子码校验矩阵H′j进行长度为L的空间耦合，并进行行截断，即删去最后MjZ1Z2行，可以得到名义码率所对应的空间耦合LDPC码的校验矩阵Hj，其大小为((L+w)M-Mj)Z1Z2×LNjZ1Z2，得到用于广播信道传输的空间耦合LDPC码。
可以理解的是，不同于传统的准循环提升，本发明实施例的第一级提升采用了置换提升，解决了传统空间耦合LDPC码的误码平台的问题。
需要说明的是，在本发明的实施例中，对于同一码率的空间耦合LDPC码，其耦合的各个子码对应的边扩展子码模板矩阵、子码第一级提升矩阵或者子码校验矩阵是相同的，便于在接收端实现窗口解码，便于耦合长度的任意扩展。
本发明实施例的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法，通过一系列矩阵变换，可以设计出误码平台低并且具有通用性特征的有限码长、耦合长度可变的空间耦合LDPC码，用于数字电视地面广播传输，以实现同时兼顾不同的信道条件和编码调制模式。
下面通过一个具体实施例对本发明的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法进行详细说明。
(1)确定边扩展模式的边扩展参数w＝3，确定支持的J＝1个名义码率确定所对应的边扩展子码模板矩阵B′1的大小为(w+1)M×N1＝8×6，其中，参数M＝2，N1＝6。
(2)对名义码率设计对应的边扩展子码模板矩阵B′1的列重分布和边扩展模式。经过优化，边扩展子码模板矩阵B′1的结构如图2所示，其中，B′1具有8行6列，圆点代表1，十字代表0。
(3)确定第一级提升参数Z1＝4、第二级提升参数Z2＝128和耦合长度L＝20。根据第一级提升参数Z1，对名义码率所对应的边扩展子码模板矩阵B′1进行第一级提升，可以得到所对应的子码第一级提升矩阵C′1。
其中，获取子码第一级提升矩阵C′1具体步骤为：
步骤1、优化边扩展子码模板矩阵B′1的第一级提升地址，优化后的第一级提升地址如图4所示。其中，B′1中零元素对应的第一级提升地址为0，代表大小为4×4的零矩阵，非零元素对应的第一级提升地址的取值范围为1～4！，其中4！表示4的阶乘，等于24，每一个取值均代表一个不同的大小为4×4的行重列重均为1的矩阵，第一级提升地址的非零取值与矩阵的对应关系如图3所示，其中，圆点代表1，十字代表0。
步骤2、根据优化的第一级提升地址，将B′1中所有零元素替换为大小为4×4的零矩阵，并将B′1中所有非零元素替换为其第一级提升地址所代表的大小为4×4的行重列重均为1的矩阵，可以得到所对应的子码第一级提升矩阵C′1。子码第一级提升矩阵C′1的结构如图5所示，其中，C′1具有32行16列，圆点代表1，十字代表0。
(4)根据第二级提升参数Z2＝128，对名义码率所对应的子码第一级提升矩阵C′1进行第二级提升，可以得到所对应的子码校验矩阵H′1。
其中，码校验矩阵H′1具体通过下述步骤得到：
步骤1、优化子码第一级提升矩阵C′1的第二级偏移地址，优化后的第二级偏移地址如图6所示。其中，C′1中零元素对应的第二级偏移地址为0，代表大小为128×128的零矩阵，非零元素对应的第二级偏移地址的取值范围为1～128，每一个取值均代表一个不同的大小为128×128的循环移位矩阵，第二级偏移地址的非零取值代表了循环移位矩阵第一行中元素1的位置。
步骤2、根据优化的第二级偏移地址，将C′1中所有零元素替换为大小为128×128的零矩阵，并将C′1中所有非零元素替换为其第二级偏移地址所代表的大小为128×128的循环移位矩阵，可以得到所对应的子码校验矩阵H′1。子码校验矩阵H′1的结构如图7所示，其中，H′1具有4096行2048列，所有非零元素用圆点标出。
(5)对于名义码率将子码校验矩阵H′1进行长度为L＝20的空间耦合，并进行行截断，即删去最后M1Z1Z2＝2048行，其中M1＝4，可以得到名义码率所对应的空间耦合LDPC码的校验矩阵H1，其大小为((L+w)M-M1)Z1Z2×LN1Z1Z2，即21504×61440。校验矩阵H1的结构如图8所示，其中，H1具有21504行61440列，所有非零元素用圆点标出。
如图9所示，本具体实施例构造的空间耦合LDPC码在加性高斯白噪声(AWGN)信道下，结合BPSK星座映射的误比特率性能仿真图，其横坐标为信噪比，纵坐标为误比特率。可以看到在误比特率等于10-5时，信噪比门限为2.85dB。其名义码率对应的BPSK星座受限容量为2.31dB，本具体实施例构造的空间耦合LDPC码仿真信噪比门限距离该星座受限容量仅0.54dB。
根据本发明实施例提出的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法，在数字电视地面广播传输系统中，能同时兼顾MIMO和MISO两种传输模式，能同时兼顾BICM和BICM-ID两种不同的技术方案，能同时兼顾不同的信道条件和不同的编码调制模式，在有限码长、有限耦合长度和有限迭代次数的空间耦合LDPC码的设计问题中，本发明实施例可以降低误码平台以达到数字电视地面广播传输的要求，并可以保证信道编码的通用性。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统。
图10为根据本发明一个实施例的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统结构示意图。
如图10所示，该广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统10包括：获取模块100和构造模块200。
其中，获取模块100用于获取边扩展模式的边扩展参数和多个名义码率，并确定多个名义码率对应的边扩展子码模板矩阵的大小，构造边扩展子码模板矩阵的列重分布和边扩展模式，并进行优化以得到边扩展子码模板矩阵。构造模块200用于根据边扩展子码模板矩阵，通过两级提升、空间耦合和行截断构造空间耦合LDPC码的校验矩阵。本发明实施例的构造系统10可以设计出误码平台低并且具有通用性特征的有限码长和耦合长度可变的空间耦合LDPC码，用于数字电视地面广播传输，可以实现同时兼顾不同的信道条件和编码调制模式。
进一步地，在本发明的一个实施例中，构造模块200包括：获取单元，用于获取第一级提升参数、第二级提升参数和耦合长度；第一级提升单元，用于根据第一级提升参数，对多个名义码率对应的边扩展子码模板矩阵进行第一级提升，得到多个名义码率对应的子码第一级提升矩阵；第二级提升单元，用于根据第二级提升参数，对多个名义码率对应的子码第一级提升矩阵进行第二级提升，得到多个名义码率对应的子码校验矩阵；处理单元，用于对子码校验矩阵进行耦合长度的空间耦合，并进行行截断，构造多个名义码率对应的空间耦合LDPC码的校验矩阵。
进一步地，在本发明的一个实施例中，第一级提升单元具体用于：获取并优化边扩展子码模板矩阵的第一级提升地址，根据优化后的第一级提升地址，将边扩展子码模板矩阵中的零元素替换为第一级提升参数阶的零矩阵，将边扩展子码模板矩阵中的非零元素替换为第一级提升参数阶的行重列重均为1的矩阵，得到多个名义码率对应的子码第一级提升矩阵。
进一步地，在本发明的一个实施例中，第二级提升单元具体用于：获取并优化子码第一级提升矩阵的第二级偏移地址，根据优化后的第二级偏移地址，将子码第一级提升矩阵中零元素提替换为第二级提升参数阶的零矩阵，将子码第一级提升矩阵中非零元素替换为第二级提升参数阶的循环移位矩阵，得到多个名义码率的子码校验矩阵。
需要说明的是，前述对广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法实施例的解释说明也适用于该实施例的系统内，此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统，通过本一系列矩阵变换，可以设计出误码平台低并且具有通用性特征的有限码长、耦合长度可变的空间耦合LDPC码，用于数字电视地面广播传输，以实现同时兼顾不同的信道条件和编码调制模式。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，获取多个名义码率所对应的边扩展子码模板矩阵；
S2，根据所述边扩展子码模板矩阵，通过两级提升、空间耦合和行截断构造出空间耦合LDPC码的校验矩阵。
2.根据权利要求1所述的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法，其特征在于，S1进一步包括：
S101，获取边扩展模式的边扩展参数和所述多个名义码率，并确定所述多个名义码率对应的所述边扩展子码模板矩阵的大小；
S102，构造所述边扩展子码模板矩阵的列重分布和边扩展模式，并进行优化以得到所述边扩展子码模板矩阵。
3.根据权利要求1所述的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法，其特征在于，S2进一步包括：
S201，获取第一级提升参数、第二级提升参数和耦合长度；
S202，根据所述第一级提升参数，对所述多个名义码率对应的所述边扩展子码模板矩阵进行第一级提升，得到所述多个名义码率对应的子码第一级提升矩阵；
S203，根据所述第二级提升参数，对所述多个名义码率对应的所述子码第一级提升矩阵进行第二级提升，得到所述多个名义码率对应的子码校验矩阵；
S204，对所述子码校验矩阵进行所述耦合长度的空间耦合，并进行行截断，构造所述多个名义码率对应的所述空间耦合LDPC码的校验矩阵。
4.根据权利要求3所述的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法，其特征在于，S202进一步包括：
获取并优化所述边扩展子码模板矩阵的第一级提升地址，根据优化后的所述第一级提升地址，将所述边扩展子码模板矩阵中的零元素替换为所述第一级提升参数阶的零矩阵，将所述边扩展子码模板矩阵中的非零元素替换为所述第一级提升参数阶的行重列重均为1的矩阵，得到所述多个名义码率对应的所述子码第一级提升矩阵。
5.根据权利要求3所述的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造方法，其特征在于，S203进一步包括：
获取并优化所述子码第一级提升矩阵的第二级偏移地址，根据所述优化后的所述第二级偏移地址，将所述子码第一级提升矩阵中零元素提替换为所述第二级提升参数阶的零矩阵，将所述子码第一级提升矩阵中非零元素替换为所述第二级提升参数阶的循环移位矩阵，得到所述多个名义码率的所述子码校验矩阵。
6.一种广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取多个名义码率对应的边扩展子码模板矩阵；
构造模块，用于根据所述边扩展子码模板矩阵，通过两级提升、空间耦合和行截断构造空间耦合LDPC码的校验矩阵。
7.根据权利要求6所述的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统，其特征在于，所述获取模块进一步用于，
获取边扩展模式的边扩展参数和所述多个名义码率，并确定所述多个名义码率对应的所述边扩展子码模板矩阵的大小，构造所述边扩展子码模板矩阵的列重分布和边扩展模式，并进行优化以得到所述边扩展子码模板矩阵。
8.根据权利要求6所述的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统，其特征在于，所述构造模块，包括：
获取单元，用于获取第一级提升参数、第二级提升参数和耦合长度；
第一级提升单元，用于根据所述第一级提升参数，对所述多个名义码率对应的所述边扩展子码模板矩阵进行第一级提升，得到所述多个名义码率对应的子码第一级提升矩阵；
第二级提升单元，用于根据所述第二级提升参数，对所述多个名义码率对应的所述子码第一级提升矩阵进行第二级提升，得到所述多个名义码率对应的子码校验矩阵；
处理单元，用于对所述子码校验矩阵进行所述耦合长度的空间耦合，并进行行截断，构造所述多个名义码率对应的所述空间耦合LDPC码的校验矩阵。
9.根据权利要求8所述的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统，其特征在于，所述第一级提升单元，具体用于：
获取并优化所述边扩展子码模板矩阵的第一级提升地址，根据优化后的所述第一级提升地址，将所述边扩展子码模板矩阵中的零元素替换为所述第一级提升参数阶的零矩阵，将所述边扩展子码模板矩阵中的非零元素替换为所述第一级提升参数阶的行重列重均为1的矩阵，得到所述多个名义码率对应的所述子码第一级提升矩阵。
10.根据权利要求8所述的广播信道传输的空间耦合LDPC码的构造系统，其特征在于，所述第二级提升单元，具体用于：
获取并优化所述子码第一级提升矩阵的第二级偏移地址，根据所述优化后的所述第二级偏移地址，将所述子码第一级提升矩阵中零元素提替换为所述第二级提升参数阶的零矩阵，将所述子码第一级提升矩阵中非零元素替换为所述第二级提升参数阶的循环移位矩阵，得到所述多个名义码率的所述子码校验矩阵。
CN201811331423.6A 2018-11-09 2018-11-09 广播信道传输的空间耦合ldpc码的构造方法及系统 Expired - Fee Related CN109639392B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811331423.6A CN109639392B (zh) 2018-11-09 2018-11-09 广播信道传输的空间耦合ldpc码的构造方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811331423.6A CN109639392B (zh) 2018-11-09 2018-11-09 广播信道传输的空间耦合ldpc码的构造方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109639392A true CN109639392A (zh) 2019-04-16
CN109639392B CN109639392B (zh) 2020-03-27

Family

ID=66067534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811331423.6A Expired - Fee Related CN109639392B (zh) 2018-11-09 2018-11-09 广播信道传输的空间耦合ldpc码的构造方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109639392B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111245444A (zh) * 2020-03-20 2020-06-05 清华大学 归一化最小和ldpc译码方法及译码器

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101449463A (zh) * 2004-07-21 2009-06-03 高通股份有限公司 Ldpc解码方法和装置
CN101447851A (zh) * 2007-11-26 2009-06-03 清华大学 一种准循环低密度奇偶校验码的生成方法
CN102801505A (zh) * 2012-08-28 2012-11-28 清华大学 多用户协同发送方法、接收方法以及通信装置
CN103731160A (zh) * 2014-01-09 2014-04-16 西安电子科技大学 分组空间耦合低密度奇偶校验编码方法
CN103843252A (zh) * 2011-09-30 2014-06-04 三菱电机株式会社 确定准循环低密度奇偶校验码的方法和基于准循环低密度奇偶校验码进行数据编码的系统
CN103916134A (zh) * 2014-03-24 2014-07-09 清华大学 低密度奇偶校验码的混叠译码方法及多核协同混叠译码器
CN104883194A (zh) * 2015-05-27 2015-09-02 北京邮电大学 一种rs-ldpc二维乘积码的h矩阵构造方法及其滑动截断译码方法
CN104967455A (zh) * 2015-07-09 2015-10-07 北京邮电大学 空间耦合低密度奇偶校验码的递归编码方法
CN104981979A (zh) * 2013-02-08 2015-10-14 三菱电机株式会社 纠错码的检查矩阵的数据结构、纠错码的编码率变更装置以及变更方法
CN105075128A (zh) * 2013-02-13 2015-11-18 高通股份有限公司 具有高并行性、低差错本底和简单编码原理的经提升ldpc码的设计
US20170134050A1 (en) * 2015-11-06 2017-05-11 Samsung Electronics Co., Ltd Channel coding framework for 802.11ay and larger block-length ldpc codes for 11ay with 2-step lifting matrices and in-place property
CN106685586A (zh) * 2015-11-11 2017-05-17 华为技术有限公司 生成用于在信道中传输的低密度奇偶校验码的方法及设备
WO2018014272A1 (en) * 2016-07-20 2018-01-25 Huawei Technologies Co., Ltd. Methods and systems for encoding and decoding for ldpc codes
CN107707261A (zh) * 2017-09-20 2018-02-16 山东大学 一种基于原模图的ldpc码校验矩阵的构造方法
WO2018157390A1 (en) * 2017-03-03 2018-09-07 Huawei Technologies Co., Ltd. High-rate long ldpc codes
US10116331B2 (en) * 2015-03-12 2018-10-30 Electronics And Telecommunications Research Institute Data transmitting and receiving apparatus having improved low-density parity-check (LDPC) encoding, decoding and transmission rate

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101449463A (zh) * 2004-07-21 2009-06-03 高通股份有限公司 Ldpc解码方法和装置
CN101447851A (zh) * 2007-11-26 2009-06-03 清华大学 一种准循环低密度奇偶校验码的生成方法
CN103843252A (zh) * 2011-09-30 2014-06-04 三菱电机株式会社 确定准循环低密度奇偶校验码的方法和基于准循环低密度奇偶校验码进行数据编码的系统
CN102801505A (zh) * 2012-08-28 2012-11-28 清华大学 多用户协同发送方法、接收方法以及通信装置
CN104981979A (zh) * 2013-02-08 2015-10-14 三菱电机株式会社 纠错码的检查矩阵的数据结构、纠错码的编码率变更装置以及变更方法
CN105075128A (zh) * 2013-02-13 2015-11-18 高通股份有限公司 具有高并行性、低差错本底和简单编码原理的经提升ldpc码的设计
CN103731160A (zh) * 2014-01-09 2014-04-16 西安电子科技大学 分组空间耦合低密度奇偶校验编码方法
CN103916134A (zh) * 2014-03-24 2014-07-09 清华大学 低密度奇偶校验码的混叠译码方法及多核协同混叠译码器
US10116331B2 (en) * 2015-03-12 2018-10-30 Electronics And Telecommunications Research Institute Data transmitting and receiving apparatus having improved low-density parity-check (LDPC) encoding, decoding and transmission rate
CN104883194A (zh) * 2015-05-27 2015-09-02 北京邮电大学 一种rs-ldpc二维乘积码的h矩阵构造方法及其滑动截断译码方法
CN104967455A (zh) * 2015-07-09 2015-10-07 北京邮电大学 空间耦合低密度奇偶校验码的递归编码方法
US20170134050A1 (en) * 2015-11-06 2017-05-11 Samsung Electronics Co., Ltd Channel coding framework for 802.11ay and larger block-length ldpc codes for 11ay with 2-step lifting matrices and in-place property
CN106685586A (zh) * 2015-11-11 2017-05-17 华为技术有限公司 生成用于在信道中传输的低密度奇偶校验码的方法及设备
WO2017080249A1 (zh) * 2015-11-11 2017-05-18 华为技术有限公司 生成用于在信道中传输的低密度奇偶校验码的方法及设备
WO2018014272A1 (en) * 2016-07-20 2018-01-25 Huawei Technologies Co., Ltd. Methods and systems for encoding and decoding for ldpc codes
WO2018157390A1 (en) * 2017-03-03 2018-09-07 Huawei Technologies Co., Ltd. High-rate long ldpc codes
CN107707261A (zh) * 2017-09-20 2018-02-16 山东大学 一种基于原模图的ldpc码校验矩阵的构造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111245444A (zh) * 2020-03-20 2020-06-05 清华大学 归一化最小和ldpc译码方法及译码器
CN111245444B (zh) * 2020-03-20 2022-03-29 清华大学 归一化最小和ldpc译码方法及译码器

Also Published As

Publication number Publication date
CN109639392B (zh) 2020-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11616514B2 (en) Method and apparatus for channel encoding and decoding in a communication system using a low-density parity check code
US7389464B2 (en) Apparatus and method for encoding and decoding a space-time low density parity check code with full diversity gain
US8286065B2 (en) Method and apparatus for channel encoding and decoding in a communication system using low-density parity-check codes
JP4361924B2 (ja) 構造的低密度パリティ検査符号を用いる通信システムにおけるデータ送信／データ受信のための装置及び方法
US8291282B2 (en) Apparatus and method for encoding and decoding channel in a communication system using low-density parity-check codes
US8347173B2 (en) Construction of parity-check matrices for non-binarys LDPC codes
EP2363962A2 (en) Method and apparatus for channel encoding and decoding in a communication system using low-density parity-check codes
CN101335596B (zh) 一类低密度奇偶校验码的实现装置
EP2560311A1 (en) Cyclic-block permutations for spatial multiplexing with quasi-cyclic LDPC codes
CN1778063A (zh) 在多输入、多输出通信系统中对多数据流进行编码的方法
CN109417392A (zh) Ldpc码的编解码方法及系统
CN109639392B (zh) 广播信道传输的空间耦合ldpc码的构造方法及系统
KR100886075B1 (ko) 방송 시스템에서 복수의 정보 비트를 포함한 데이터를인코딩하는데 이용되는 저밀도 패리티 검사 코드를설계하기 위한 방법 및 시스템
CN105978613B (zh) 兼容mimo与miso传输的发射装置、发射方法、接收装置及接收方法
CN102811064B (zh) 一种多码率ldpc码的构造方法
CN110380803B (zh) 一种基于ldpc码传输的自适应功率分配方法
CN113691262B (zh) 码率兼容的低码率qc-ldpc码构造方法及装置
CN110380820A (zh) 一种码域兼容码的获取方法、自适应传输方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200327