CN109644005B - 低密度奇偶校验码基矩阵生成方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了低密度奇偶校验码基矩阵生成方法及装置构造母矩阵，所述母矩阵第m‑1行第n‑2列设置有边数为t的多边元素；根据扩展因子的取值范围确定互不相等的q个典型扩展因子；在所述母矩阵的基础上逐一生成第2矩阵至第q矩阵，第1矩阵为所述母矩阵，第q矩阵为基矩阵。采用本申请实施例所提供的方法，装置及设备，由于所述母矩阵第m‑1行第n‑2列设置有t个矩阵元素；因此在最终生成基矩阵中可以消除下三角结构的非规则基矩阵中所述存在度数为2的节点，从而可以提高对基矩阵进行展开所形成的校验矩阵的环长特性。

Description

低密度奇偶校验码基矩阵生成方法及装置

技术领域

本申请涉及无线通信领域，尤其涉及低密度奇偶校验码基矩阵生成方法及装置。

背景技术

准循环低密度奇偶校验码(quasi cycle low density parity check code，简称QC-LDPC)是一类具有稀疏校验矩阵的线性分组编码。由于QC-LDPC不仅具有逼近香农极限的良好性能，而且具有结构灵活译码复杂度较低的特点，因此可以被广泛应用于各种通信系统中。

在使用QC-LDPC进行数据传输时，首先需要为无线通信设备构造一个QC-LDPC校验矩阵。由于在无线通信系统中，根据传输需求的不同可能会为无线通信设备分配不同大小的无线资源块(resource block，简称RB)，而在不同大小的RB下，无线通信设备所能支持的QC-LDPC的码长也各不相同。为使无线通信设备能够兼容不同码长的QC-LDPC，可以预先生成一个由m行n列的矩阵元素所构成的基矩阵，其中，m＝n-k，k为QC-LDPC中信息序列的长度，m，n，k的取值均为正整数，并预先设置于各个QC-LDPC的码长相对应的扩展因子。在QC-LDPC的码长确定之后，数据传输设备首先获取与所述码长对应的扩展因子，然后使用所述扩展因子所述基矩阵进行展开，从而得到与所述码长对应的校验矩阵。采用该方式，可以在QC-LDPC的码长不同时，在基矩阵的基础上得到不同的校验矩阵，从而使得无线通信设备能够支持不同码长的QC-LDPC。

具有下三角结构的基矩阵是指在校验位部分的矩阵具有近似下三角型的结构，即对角线以上部分的元素值全部为-1，对角线即对角线以下部分可以有非-1的元素的基矩阵，由于具有下三角结构的基矩阵对每列的度数限制较为宽松，且可以实现线性复杂度内的编码，因此在通信可靠性较高的领域，例如工业控制或智能驾驶，通常需要使用具有下三角结构的矩阵作为基矩阵来进行数据传输。但是由于下三角结构的基矩阵中阵存在一定部分度数为2的节点，从而会使下三角结构的基矩阵在扩展因子下展开所形成的校验矩阵中很容易存在4环，导致最终生成的校验矩阵的环长特性较差。当校验矩阵的环长特性较差时，会导致校验矩阵的错误平层较高，从而会影响采用相应码长的QC-LDPC进行数据传输的可靠性。

发明内容

本申请提供了低密度奇偶校验码基矩阵生成方法及装置，以提高校验矩阵的环长特性。

第一方面，本申请提供了一种低密度奇偶校验码基矩阵生成方法，所述方法包括：构造码率为

的母矩阵；所述母矩阵第m-1行第n-2列设置有边数为t的多边元素；根据扩展因子的取值范围确定互不相等的q个典型扩展因子；在所述q个典型扩展因子中，第1典型扩展因子的取值为1，并且第p典型扩展因子与第p-1典型扩展因子的比值为正整数；逐一生成第2矩阵至第q矩阵，第1矩阵为所述母矩阵，第q矩阵为基矩阵；其中第P矩阵采用如下方式生成：在第P-1矩阵生成后，确定第P-1矩阵中各个待替换元素分别所对应的候选元素，所述待替换元素是指第P-1矩阵中除位于在所述母矩阵第k行第n-m+k列的矩阵元素之外，其他取值不为-1的矩阵元素；从预定数量的候选矩阵中选出环长特性最优的矩阵作为所述第P矩阵，其中，所述候选矩阵是指将所述第P-1矩阵中的a^p-1 _i，j替换为所述候选元素其中之一所形成的矩阵。

采用本方面所提供的方法，由于所述母矩阵第m-1行第n-2列设置有t个矩阵元素；因此在最终生成基矩阵中可以消除下三角结构的非规则基矩阵中所述存在度数为2的节点，从而可以提高对基矩阵进行展开所形成的校验矩阵的环长特性。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，从预定数量个候选矩阵中选出环长特性最优的矩阵作为所述第P矩阵包括：从所有候选矩阵中选出环长特性最优的矩阵作为所述第P矩阵。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，从预定数量个候选矩阵中选出环长特性最优的矩阵作为所述第P矩阵包括：从预定数量个候选矩阵中选出环长特性及近似外部信息度均为最优的矩阵作为所述第P矩阵。

结合第一方面或第一方面第一或二种可能的实现方式其中任一种，在第一方面第三种可能的实现方式中，t的取值为2。

结合第一方面或第一方面第一或二种可能的实现方式其中任一种，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述取值范围的最小值为1，最大值为x^y，其中x的取值及y的取值均为大于1的正整数。

第二方面，本申请还提供了一种低密度奇偶校验码基矩阵生成装置，所述装置可以包括用于执行第一方面各种实现方式中方法步骤的单元模块。

第三方面，本申请还提供了一种生成设备，包括：处理器、存储器及通信接口；所述处理器可以用于执行所述存储器中所存储的程序或指令，从而实现以第一方面各种实现方式所述的低密度奇偶校验码基矩阵生成方法；而所述通信接口则可以用于将所述基矩阵发送至终端设备或网络设备，以使所述终端设备或网络设备可以使用所述基矩阵进行通信。

采用本申请实施例所提供的方法，装置及设备，由于所述母矩阵第m-1行第n-2列设置有t个矩阵元素；因此在最终生成基矩阵中可以消除下三角结构的非规则基矩阵中所述存在度数为2的节点，从而可以提高对基矩阵进行展开所形成的校验矩阵的环长特性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为申请低密度奇偶校验码基矩阵生成方法一个实施例的流程示意图；

图2为本申请母矩阵一个实施例的示意图；

图3为本申请基矩阵一个实施例的示意图；

图4为本申请低密度奇偶校验码基矩阵生成装置一个实施例的结构示意图；

图5为本申请生成设备一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

在本申请实施例中，多边元素包含至少两个互不相等的矩阵元素，并且所述至少两个互不相等的矩阵元素均被设置在矩阵中的同一元素位置。边数为t的多边元素则是指包含t个互不相等的矩阵元素的多边元素。例如，边数为2的多边元素中包含两个矩阵元素，所述两个矩阵元素取值互不相等且均设置在矩阵的同一个元素位置。

当矩阵中某一个元素位置设置有多边元素时，该元素位置可以仍然只对应一个置换矩阵，并且该置换矩阵为所述多边元素展开所得的矩阵，而所述多边元素展开所得的矩阵则可以由所述多边元素中每个矩阵元素分别展开所得的置换矩阵的进行矩阵叠加得到。

本申请各个实施例中，所述生成设备可以是无线通信设备、无线通信系统中的服务器或其他专门用于生成基矩阵的设备等。

为便于描述，当矩阵包含m行n列的矩阵元素时，所述矩阵的行可以分别用第0行至第m-1行来表示，而所述矩阵的列则可以分别用第n列至第n-1列来表示。

参见图1，为申请低密度奇偶校验码基矩阵生成方法一个实施例的流程示意图。如图1所示，该实施例可以包括如下步骤：

步骤101，构造码率为

的母矩阵。

在构造基矩阵时，生成设备可以首先从存储器中获取预定构造规则，然后按照预定规则规定构造母矩阵。

其中，所述母矩阵包含m行n列的矩阵元素，并且码率为

其中，m与n均为正整数，且m＜n。

在所述母矩阵的第m-1行第n-2列的矩阵元素可以设置有一个边数为t的多边元素，其中，t为不小于2的正整数。例如，如果所述母矩阵的第m-1行第n-2列设置为一个边数等于2的多边元素，那么所述母矩阵的第m-1行第n-2列设置有2个矩阵元素，并且所述2个矩阵元素互不相等。另外，所述母矩阵中的其他矩阵元素则可以不为多边元素，即，所述母矩阵中其他各个矩阵元素均只对应一个矩阵元素。

位于所述母矩阵第k行第n-m+k列的矩阵元素取值均为0；并且，位于所述母矩阵第k行第n-m+k+1列至第k行第n-1列的矩阵元素取值均为-1，k＝0，1，2，……m-1，即，当k取0至m-1之间的任意正整数时，所述母矩阵第k行第n-m+k+1列至第k行第n-1列的矩阵元素取值均为-1。即，所述母矩阵是一个第m-1行第n-2列为多边元素的下三角矩阵。

该母矩阵中取值不为-1的矩阵元素的取值可以分别设置为0或任意正整数；为便于后续处理，除第m-1行第n-2列的t个矩阵元素之外，其他取值不为-1的矩阵元素的取值可以均设置为0，而第m-1行第n-2列的t个矩阵元素中也可以有一个矩阵元素的取值为0。其中，取值不为-1的矩阵元素可以根据该母矩阵的列重分布确定。

例如，如图2所示，当m的取值为12，n的取值为24时，可以首先生成一个包含12行24列矩阵元素且码率为0.5的母矩阵，所述母矩阵的各行可以分别用第0行至第11行表示，并且所述母矩阵的各列可以分别用第0列至第23列表示。该母矩阵的第11行第22列设置可以有两个矩阵元素，并且位于该母矩阵第1行第13列至第11行第23列这一斜线上的矩阵元素取值均为0，并且位于该斜线以上的各个矩阵元素，例如位于第1行第14列至第1行第23列的矩阵元素等，取值均为-1。

传统下三角结构的LDPC基矩阵为了实现快速编码，必然包含一个列重为2的列。而列重为2的列容易形成4环，从而使传统下三角结构的LDPC基矩阵很容易使产生较高的错误平层。而在本申请中，将母矩阵的第m-1行第n-2列设置为一个边数为t的多边元素，既可以保证最终生成的基矩阵为下三角结构，以实现快速编码；又可以以消除基矩阵中列重为2的列，以降低错误平层。

步骤102，确定扩展因子的取值范围。

除构造母矩阵之外，还需要确定扩展因子的取值范围。其中，所述取值范围的最小值为1，所述取值范围的最大值由基矩阵所要支持最大扩展因子确定。通常情况下，所述取值范围的最大值可以为所述最大扩展因子。

在实际使用中，为便于选取典型扩展因子，所述取值范围的最大值也可以大于或小于所述最大扩展因子。为便于选取典型扩展因子，所述最大值可以为x^y，其中，x的取值及y的取值均为大于1的正整数。因此，在确定扩展因子的取值范围时，可以首选确定基矩阵所要支持的最大扩展因子，然后根据所述最大扩展因子的取值确定所述取值范围的最大值，其中，所述取值范围的最大值可以是x^y中大于所述最大扩展因子的最小值，或者也可以是x^y中小于所述最大扩展因子的最大值。

为保证典型扩展因子的数量，x及y的取值通常均为2或3；例如，当x的取值为2时，所述取值范围的最大值可以是2^y中大于所述最大扩展因子的最小值；或者也可以是2^y中小于所述最大扩展因子的最大值。

例如，当基矩阵所要支持的最大扩展因子的取值为150时，所述取值范围的最大值通常也可以为150；但是由于取值范围的最大值设为150时，可能会导致典型扩展因子的取值不便，因此，当最大扩展因子的取值为150时，所述取值范围的最大值也可以为128或者256。

步骤103，从所述取值范围中选取q个典型扩展因子。

在扩展因子的取值范围确定之后，可以从所述取值范围中取出q个典型扩展因子。所述q个典型扩展因子可以互不相等，并构成一个典型扩展因子集合。

所述q个典型扩展因子可以分别用第1典型扩展因子至第q典型扩展因子表示，其中，第1典型扩展因子的取值为1，并且，第p典型扩展因子与第p-1典型扩展因子的比值为正整数，其中，p＝2，3，4，……q，q为正整数。

由于典型扩展因子的数量越多，最终生成的基矩阵能够越多的扩展因子具有较低的错误平层越低，但是基矩阵生成过程所带来的资源开销通常也就越大，因此在实际使用中可以根据需要确定q的取值。

例如，当扩展因子的取值范围为1至128时，典型扩展因子所构成的集合可以为{1，8，16，32，64，128}，或者典型扩展因子所构成的集合也可以为{1，8，16，32，64，128}这一集合包含扩展因子1及128的任意子集，例如可以是{1，8，32，128}或{1，16，64，128}等。

在母矩阵及典型扩展因子集合均确定后，可以将母矩阵作为第1矩阵，并在第1矩阵的基础上，根据所述第二扩展因子中所包含的扩展因子逐一生成第2矩阵至第q矩阵，其中，q的取值为典型扩展因子集合所包含的扩展因子数量，第q矩阵即为最终所要生成的基矩阵。

例如，当典型扩展因子集合为{1，8，16，32，64，128}时，q的取值为6。在典型扩展因子集合确定后，可以逐一生成第2矩阵至第6矩阵，而第6矩阵即为最终所要生成的基矩阵。

第1矩阵即为所述母矩阵，当p＝2，3，4，……q时，第P矩阵可以采用步骤104至步骤105所述的方式生成：

步骤104，在第P-1矩阵生成后，确定第P-1矩阵中各个待替换元素所对应的候选元素集合。

在第P-1矩阵生成后，需要首先为第P-1矩阵中每一个待替换元素设置一个候选元素集合。所述第P-1矩阵中的待替换元素是指所述第P-1矩阵中除位于在所述母矩阵第k行第n-m+k列的矩阵元素之外，其他取值不为-1的矩阵元素。

其中，位于所述第P-1矩阵中第i行第j列的待替换元素可以用a^p-1 _i，j来表示，其中，0≤i≤m-1，0≤j≤n-1，且i与j均为整数；并且，可以限定i＝k时，j≠n-m+k，即，在终生成基矩阵中位于基矩阵第k行第n-m+k列的矩阵元素取值均为也0。a^p-1 _i，j所对应的候选元素可以表示为a^p-1 _i，j+bZ_typ，p-1，其中，Z_typ，p-1是指第p-1典型扩展因子，b＝0，1，2……q_p-1-1，q_p-1是第p典型扩展因子与第p-1典型扩展因子的比值。

由于第P-1矩阵第m-1行第n-2列存在多个矩阵元素，因此位于第P-1矩阵第m-1行第n-2列的矩阵元素可以分别表示为a^p-1 _{m-1，n-2，1}，a^p-1 _{m-1，n-2，2}，……，a^p-1 _{m-1，n-2，t}。即，当i＝m-1且j＝n-2时，所述a^p-1 _i，j包括a^p-1 _{m-1，n-2，1}至a^p-1 _{m-1，n-2，t}。

由于a^p-1 _i，j所对应的候选元素数量为q_p-1个，因此a^i-1 _i，j所对应的候选元素可以构成一个候选集合T^p _i，j，与a^p-1 _i，j所对应的候选元素集合T^p _i，j＝{a^p-1 _i，j，a^p-1 _i，j+Z_typ，p-1，a^p-1 _i，j+2Z_typ，p-1，……，a^p-1 _i，j+(q_p-1-1)Z_typ，p-1}。

以所述典型扩展因子集合为{1，8，16，32，64，128}为例。当p＝2时，第P-1矩阵为所述母矩阵。第2典型扩展因子与第1典型扩展因子的比值为8，即q₁＝8，因此T² _i，j包含8个候选元素，即T² _i，j＝＝{a¹ _i，j，a¹ _i，j+Z_typ，1，a¹ _i，j+2Z_typ，1，a¹ _i，j+3Z_typ，1，a¹ _i，j+4Z_typ，1，a¹ _i，j+5Z_typ，1，a¹ _i，j+6Z_typ，1，a¹ _i，j+7Z_typ，1}。当所述母矩阵中矩阵元素均为0或-1时，所述a¹ _i，j的值为0，因此T² _i，j＝{0，1，2，3，4，5，6，7}，即，所述母矩阵中每一个待替换移位因子所对应的候选元素集合均为{0，1，2，3，4，5，6，7}。当生成第2候选矩阵时，各个第2候选矩阵中所有的非-1元素均只能在{0，1，2，3，4，5，6，7}中取值。

仍以所述典型扩展因子集合为{1，8，16，32，64，128}为例，当p＝6时，第6典型扩展因子与第5典型扩展因子的比值为2，即q₅＝2，因此T⁶ _i，j包含2个候选元，即T⁶ _i，j＝{a⁵ _i，j，a⁵ _i，j+Z_typ，5}。例如，当a⁵ _1，1＝13时，由于Z_typ，5＝64，因此T⁶ _1，1＝{13，77}，即位于第6矩阵中第1行第1列的矩阵元素所对应的候选元素矩阵为{13，77}，即，在生成6候选矩阵时，位于各个第6矩阵第1行第2列的矩阵元素的取值都只能为13或77。又如，当a⁵ _2，2＝15时，由于Z_typ，5＝64，因此T⁶ _2，2＝{15，79}，即，在生成6候选矩阵时，位于各个第6矩阵第2行第2列的矩阵元素的取值都只能为13或77。

在此需要说明的是，a^p-1 _{m-1，n-2，1}至a^p-1 _{m-1，n-2，t}也各自分别对应一个候选元素集合，并且a^p-1 _{m-1，n-2，1}至a^p-1 _{m-1，n-2，t}分别所对应的候选元素集合，均可以采用前述a^p-1 _i，j所对应的候选元素集合的确定方式确定。以上所举出的关于典型扩展因子集合及矩阵元素的例子，仅仅是示例性说明，并不代表对技术方案的限定。

步骤105，生成第P矩阵，其中所述第P矩阵为预定数量个候选矩阵中环长特性最优的矩阵，其中，所述候选矩阵是指将所述第P-1矩阵中的a^p-1 _i，j替换为T^p _i，j所包含候选元素其中之一所形成的矩阵；第1矩阵为所述母矩阵，第q矩阵为基矩阵。

第P-1矩阵中各个待替换元素分别所对应的候选元素集合都确定之后，可以生成预定数量个候选矩阵，并从候选矩阵中选出一个作为所述第P矩阵。其中，各个所述候选矩阵之间至少有一个矩阵元素的取值不同。

由于a^p-1 _i，j所对应的候选元素可以表示为a^p-1 _i，j+bZ_typ，p-1，因此各个候选元素在对Z_typ，p-1取模之后，余数均为a^p-1 _i，j，也就是说，各个候选矩阵在第p-1典型扩展因子下的错误平层均不会高于在第P-1矩阵在第p-1典型扩展因子下的错误平层。

根据第P-1矩阵中待替换元素的数量及每个待替换元素所对应的候选元素的数量不同，候选矩阵的数量也可以各不相同。

当第P-1矩阵中待替换元素的数量较少，并且每个待替换元素所对应的候选元素也较少时，那么候选矩阵的数量也会比较少。在此情况下，可以生成所有候选矩阵，然后从候选矩阵中选出环长特性最优的一个作为所述第P矩阵。

当第P-1矩阵中待替换元素的数量较多，或者每个待替换元素所对应的候选元素较多时，候选矩阵的数量也会很多。在此情况下，确定所有候选矩阵中环长特性最优的矩阵，会带来非常大的资源开销。因此，在候选矩阵较多时，可以预先根据候选矩阵设置预定数量，然后生成预定数量个候选矩阵，并将预定数量个候选矩阵中环长特性最优的一个作为所述第P矩阵。

通常情况下，可以采用随机生成方式生成预定数量个候选矩阵。即，每一个候选矩阵均可以采用如下方式生成：首先从第P-1矩阵中每个待替换元素所得对应的候选元素中各随机选出一个作为选定元素；然后将第P-1矩阵中每个待替换元素都替换为对应的选定元素，从而可以得到一个候选矩阵。

由于候选矩阵采用随机生成方式生成，因此如果仅随机生成预定数量个候选矩阵，那么可能会存在矩阵元素完全相同的候选矩阵。因此在实际使用中，可以限定所述预定数量个候选矩阵中的每一个候选矩阵均至少有一个矩阵元素与其他候选矩阵不同。

在确定所述第P矩阵时，则可以首先生成预定数量个候选矩阵，然后分别计算每一个候选矩阵的环长特性，然后选出环长特性最优的一个作为第P矩阵。其中，矩阵的环长特征可以用于矩阵所对应Tanner图中符合预定条件的环的数量来表示，符合预定条件的环数量越少，则环长特性越好。所述符合预定条件的环数量通常是指当4环至r-2环的数量均相等时r环的数量，其中，r为不小于6的偶数，且r的最大取值由m与n的取值决定。

例如，在多个矩阵中，4环数量越少的矩阵环长特性越优；多个矩阵的4环数量相等时，6环数量越少的矩阵环长特性越优；多个矩阵的4环和6环数量都相等时，8环数量越少的矩阵环长特性越优。

由于在实际应用中，当候选矩阵数量较多时，可能会出现多个候选矩阵的环长特性相同且均为最优，因此，可以预先设置进一步的选择条件，从而可以使得在同时存在多个环长特性最优的候选矩阵时，从这些候选矩阵中选出一个做第P矩阵。

通常情况下，当多个候选矩阵的环长特性均为最优时，可以进一步比较环长特性均为最优的候选矩阵的4环至r环近似外部信息度，然后选择近似外部信息度最优的候选矩阵作为第P矩阵。

例如，当多个矩阵的环长特性均为最优时，可以首先比较各个矩阵4环的近似外部信息度；然后选择4环的近似外部信息度最小的一个作为所述第P矩阵。如果仍存在多个矩阵4环的近似外部信息度均为最小且相同，那么可以进一步选择6环的近似外部信息度最小的一个作为所述第P矩阵。

在实际使用中，当m或n的取值比较大时，会导致r的最大可取值非常大，因此可以预先设置一个阈值r’，多个矩阵当4换至r’环的数量均相等时，则可以认为这些矩阵的环长特性相同且均为最优，然后进一步环长特性最优的多个候选矩阵中选出近似外部信息度最低的矩阵作为第P矩阵。

由于各个候选矩阵在第p-1典型扩展因子下错误平层均不会高于在第P-1矩阵在在第p-1典型扩展因子下错误平层，因此第P矩阵在第p-1典型扩展因子下错误平层均不会高于在第P-1矩阵在第p-1典型扩展因子下错误平层。并且，由于第P矩阵是所述候选矩阵中环长特性最优的矩阵，因子所述第P矩阵也是所述候选矩阵中在第p典型展开因子下错误平层最低的矩阵。因此第P矩阵在第p-1典型扩展因子下错误平层较低，并且在第p典型扩展因子下错误平层也较低。

采用此方式，可以确保最终生成的基矩阵在各个典型扩展因子下错误平层较低，并且在所述取值范围内的其他扩展因子下展开，通常也会有比较低的错误平层。例如，当典型扩展因子包括1，8，16，32，64，128时，最终生成的基矩阵不但会在8，16，32，64，128等扩展因子下展开会有具有较低的错误平层，而且在11，15，21，28，31，50，63，97等扩展因子下展开也会有比较低的错误平层。

在实际的数据传输过程中，如果码长不是有严格要求，那么可以选定所述典型扩展因子所对应的码长进行数据传输，从而可以充分保证数据传输的可靠性。

采用本申请所生成的基矩阵的各个矩阵元素的取值可以如图3所示。

在所述基矩阵被生成以后，所述生成设备可以将所述基矩阵发送给终端设备或网络侧设备等，从而使终端设备或所述网络侧设备可以使用所述基矩阵进行数据传输。

参见图4，为本申请低密度奇偶校验码基矩阵生成装置一个实施例的结构示意图，所述装置可以为前述实施例中的低密度奇偶校验码基矩阵生成方法。

如图4所示，所述装置可以包括：母矩阵构造单元401、典型扩展因子选取单元402、候选元素确定单元403以及矩阵选取单元404。

其中，母矩阵构造单元401，用于构造码率母矩阵。取值范围确定单元402，用于根据扩展因子的取值范围确定互不相等的q个典型扩展因子。候选元素确定单元403，用于在第P-1矩阵生成后，确定第P-1矩阵中各个待替换元素分别所对应的候选元素。矩阵选取单元404，用于从预定数量的候选矩阵中选出环长特性最优的矩阵作为所述第P矩阵。

所述母矩阵、典型扩展因子、候选元素及第P矩阵分别所要满足的限定条件可以参见前述实施例，在此就不再赘述。

可选的，所述矩阵选取单元404，还用于从所有候选矩阵中选出环长特性最优的矩阵作为所述第P矩阵。

可选的，所述矩阵选取单元404，还用于从预定数量个候选矩阵中选出环长特性及近似外部信息度均为最优的矩阵作为所述第P矩阵。

参见图5，为本申请生成设备一个实施例的结构示意图。所述生成设备可以用于执行前述实施中低密度奇偶校验码基矩阵生成方法的全部或部分方法步骤。

如图5所示，所述生成设备可以包含至少一个处理器501与至少一个存储器502，除所述处理器501及所述存储器502之外，还可以包含至少一个通信接口503，所述处理器501与所述存储器502及所述通信接口503之间可以相互连接。

所述处理器501可以是中央处理器(central processing unit，简称CPU)，网络处理器(network processor，简称NP)或者CPU和NP的组合。处理器还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit，简称ASIC)，可编程逻辑器件(programmable logic device，简称PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device，简称CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array，简称FPGA)，通用阵列逻辑(generic arraylogic，简称GAL)或其任意组合。

所述存储器502可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取内存(random access memory，简称RAM)；还可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，简称HDD)或固态硬盘(solid-state drive，简称SSD)；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。

所述通信接口503用于与其他设备进行通信。所述通信接口可以为有线通信接入口，无线通信接口或其组合，其中，有线通信接口例如可以为以太网接口。以太网接口可以是光接口，电接口或其组合。无线通信接口可以为无线局域网(wireless local areanetworks，简称WLAN)接口，蜂窝网络通信接口或其组合等。

在本申请实施例中，所述处理器501，可以用于构造码率为

的母矩阵，根据扩展因子的取值范围确定互不相等的q个典型扩展因子；逐一生成第2矩阵至第q矩阵，第1矩阵为所述母矩阵，第q矩阵为基矩阵。其中，所述母矩阵、典型扩展因子、候选元素及第P矩阵分别所要满足的限定条件可以参见前述实施例，在此就不再赘述。

具体实现中，本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括前述各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称RAM)等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于……实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种低密度奇偶校验码基矩阵生成方法，其特征在于，包括：

构造码率为

的母矩阵，其中，m为所述母矩阵的行数，n为所述母矩阵的列数，且n＞m；所述母矩阵第m-1行第n-2列设置有边数为t的多边元素；位于在所述母矩阵第k行第n-m+k列的矩阵元素取值为0；位于所述母矩阵第k行第n-m+k+1列至第k行第n-1列的矩阵元素取值为-1；所述多边元素包含t个取值不为-1且互不相等的矩阵元素；k＝0,1,2,……m-1，t为不小于2的正整数；

根据扩展因子的取值范围确定互不相等的q个典型扩展因子；在所述q个典型扩展因子中，第1典型扩展因子的取值为1，并且第p典型扩展因子与第p-1典型扩展因子的比值为正整数，p＝2,3,4,……q，q为正整数；

逐一生成第2矩阵至第q矩阵，第1矩阵为所述母矩阵，第q矩阵为基矩阵；

其中第P矩阵采用如下方式生成：

在第P-1矩阵生成后，确定第P-1矩阵中各个待替换元素分别所对应的候选元素，所述待替换元素是指第P-1矩阵中除位于在所述母矩阵第k行第n-m+k列的矩阵元素之外，其他取值不为-1的矩阵元素；其中，a^p-1 _i,j所对应的候选元素包括a^p-1 _i,j,a^p-1 _i,j+Z_typ,p-1,a^p-1 _i,j+2Z_typ,p-1,……,a^p-1 _i,j+(q_p-1-1)Z_typ,p-1，a^p-1 _i,j是指位于所述第P-1矩阵中第i行第j列的待替换元素，Z_typ,p-1是指所述第p-1典型扩展因子，q_p-1是第p典型扩展因子与第p-1典型扩展因子的比值；

从预定数量的候选矩阵中选出环长特性最优的矩阵作为所述第P矩阵，其中，所述候选矩阵是指将所述第P-1矩阵中的a^p-1 _i,j替换为所述候选元素其中之一所形成的矩阵；

其中，P＝p。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从预定数量个候选矩阵中选出环长特性最优的矩阵作为所述第P矩阵包括：

从所有候选矩阵中选出环长特性最优的矩阵作为所述第P矩阵。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从预定数量个候选矩阵中选出环长特性最优的矩阵作为所述第P矩阵包括：

从预定数量个候选矩阵中选出环长特性及近似外部信息度均为最优的矩阵作为所述第P矩阵。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，t的取值为2。

5.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述取值范围的最小值为1，最大值为x^y，其中x的取值及y的取值均为大于1的正整数。

6.一种低密度奇偶校验码基矩阵生成装置，其特征在于，包括：

母矩阵构造单元，用于构造码率为

的母矩阵，其中，m为所述母矩阵的行数，n为所述母矩阵的列数，且n＞m；所述母矩阵第m-1行第n-2列设置有边数为t的多边元素；位于在所述母矩阵第k行第n-m+k列的矩阵元素取值为0；位于所述母矩阵第k行第n-m+k+1列至第k行第n-1列的矩阵元素取值为-1；所述多边元素包含t个取值不为-1且互不相等的矩阵元素；k＝0,1,2,……m-1，t为不小于2的正整数；

典型扩展因子选取单元，用于根据扩展因子的取值范围确定互不相等的q个典型扩展因子；在所述q个典型扩展因子中，第1典型扩展因子的取值为1，并且第p典型扩展因子与第p-1典型扩展因子的比值为正整数，p＝2,3,4,……q，q为正整数；

候选元素确定单元，用于在第P-1矩阵生成后，确定第P-1矩阵中各个待替换元素分别所对应的候选元素，其中，所述待替换元素是指第P-1矩阵中除位于在所述母矩阵第k行第n-m+k列的矩阵元素之外，其他取值不为-1的矩阵元素；位于所述第P-1矩阵中第i行第j列的待替换元素a^p-1 _i,j所对应的候选元素包括a^p-1 _i,j,a^p-1 _i,j+Z_typ,p-1,a^p-1 _i,j+2Z_typ,p-1,……,a^{p -1} _i,j+(q_p-1-1)Z_typ,p-1，Z_typ,p-1是指所述第p-1典型扩展因子，q_p-1是第p典型扩展因子与第p-1典型扩展因子的比值；

矩阵选取单元，用于从预定数量的候选矩阵中选出环长特性最优的矩阵作为所述第P矩阵，其中，所述候选矩阵是指将所述第P-1矩阵中的a^p-1 _i,j替换为所述候选元素其中之一所形成的矩阵；

其中，P＝p。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述矩阵选取单元，还用于从所有候选矩阵中选出环长特性最优的矩阵作为所述第P矩阵。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述矩阵选取单元，还用于从预定数量个候选矩阵中选出环长特性及近似外部信息度均为最优的矩阵作为所述第P矩阵。

9.如权利要求6至8任一项所述的装置，其特征在于，t的取值为2。

10.如权利要求6至9任一项所述的装置，其特征在于，所述取值范围的最小值为1，最大值为x^y，其中x的取值及y的取值均为大于1的正整数。

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