WO2009079934A1 - A coding method and means for low density generator matrix - Google Patents

A coding method and means for low density generator matrix Download PDF

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Song Li
Jin Xu
Zhifeng Yuan
Yuanli Fang
Xiangbiao Yan
Liujun Hu
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ZTE Corp
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    • H03M13/3761—Decoding methods or techniques, not specific to the particular type of coding provided for in groups H03M13/03 - H03M13/35 using code combining, i.e. using combining of codeword portions which may have been transmitted separately, e.g. Digital Fountain codes, Raptor codes or Luby Transform [LT] codes

Definitions

  • Luby Transform codes and Raptor codes are two practical digital fountain codes.
  • the LT code has a linear encoding and decoding time, which has an essential improvement over the RS code, and the Raptor code has a higher decoding efficiency due to the use of precoding techniques.
  • Raptor is used in the 3GPP (3rd Generation Partnership Project), the Multimedia Broadcast I Multicast Service (MBMS) and the Digital Video Broadcasting (DVB).
  • the code is used as its FEC coding scheme.
  • Low Density Generator Matrix Codes (LDGC) is a linear block code whose non-zero elements in the generator matrix are usually sparse. At the same time, LDGC is also a system code.
  • the square matrix composed of the first k columns in the generator matrix is usually an upper triangular or lower triangular matrix.
  • the matrix inversion can be completed by iterative method.
  • the coding of LDGC uses the correspondence between information bits and intermediate variables in the system code to first find the intermediate variable, and then multiply it by the intermediate variable.
  • the encoded codeword is obtained by generating a matrix.
  • the decoding process of LDGC is to first obtain the intermediate variable by using the generator matrix, and then find the information bit according to the transformation relationship between the information bit and the intermediate variable.
  • the coding complexity of LDGC is much lower than that of Raptor code. It can support arbitrary information packet length and arbitrary code rate coding. It is similar to Raptor code in performance and can approach theoretical optimal performance.
  • the LT code does not support the coding method of the system code, so the LT code is difficult to meet some actual FEC coding requirements; the Raptor code supports the system code, but the Raptor code needs to be separate.
  • the precoding process that is, a precoding matrix is required, so the coding complexity is high, and the LDGC code directly uses the generator matrix coding, and no additional precoding matrix is needed, and the LDGC coding uses the back generation method to solve the upper triangle ( Or lower triangle equation, so the coding complexity is far more than the Raptor code.
  • the advantage of LDGC over LT codes is that it supports system code; the advantage of LDGC over Raptor codes is that the coding complexity is lower.
  • LDGC code Compared with Fountian Raptor code, LDGC code has higher coding complexity, while LDGC code has almost no coding complexity, because solving triangle equation is easy; LDGC code column weight is much lower than Raptor code, Raptor code decoding The complexity is high, and the decoding complexity of LDGC code is low. It should be pointed out that due to the specific degree distribution, the matrix density will be lower and lower in the Gaussian elimination process, which ensures that the decoding algorithm is very low complexity; Low BLER (Block Error Rate), the required overhead is generally less than 25%. At this time, the LDGC code can also provide a particularly efficient decoding algorithm to ensure that the decoding complexity is much lower than that of Raptor.
  • Step 2 According to the relationship between the length ⁇ of the information bit sequence to be encoded and the length L of the intermediate variable in the low-density generation matrix code code set, obtain the length L of the intermediate variable; Step 3, using the length of the intermediate variable And the number of rows of the base matrix, obtain the expansion factor ⁇ for processing the base matrix; Step 4, processing the base matrix by using the expansion factor to obtain a binary generation matrix Gtmp, where the front L row and the front L of the binary generation matrix The columns form a triangular
  • the length of the information bit sequence and the length of the intermediate variable have the following relationship: L ⁇ k b -ceil((pxK + q)/k b ) , where p and g represent constants greater than zero.
  • p ⁇ .0235
  • q 30
  • ceil represents the rounding up.
  • step 5 if all L rows and front L columns of the binary generation matrix constitute an upper right triangle or a lower right triangle matrix, the column weight of the -l)*z column of the binary generation matrix to the *zl column is increased to be greater than Or equal to 30, where offset is a positive integer in the range of 0 to z/3.
  • step 5 if all L rows and front L columns of the binary generation matrix constitute a top left triangle or a lower left triangle matrix, ( -l)*z +offset of the binary generation matrix is listed to the column of the *zl column The weight increase is 2, and the column weight of the ll*z column of the binary generation matrix to the 12*z-offset column is increased to be greater than or equal to 30, where offset is a positive integer in the range of 0 to z/3.
  • step 5 if all L rows and front L columns of the binary generation matrix form a top right triangle, the elements of the i-th row and the i-th column of the binary generation matrix are set to 1, wherein i is at 1 In the range of z-1.
  • a generating apparatus for generating a matrix of a low-density generation matrix code includes: a base matrix storage unit for storing a low-density generation constructed by a plurality of low-density generation matrix codes of different code lengths of a code rate of 3 ⁇ 4 A unified base matrix G TM of the matrix code mother code set, where R.
  • the matrix parameter calculation unit is configured to generate the length K of the information bit sequence to be encoded and the length L of the intermediate variable according to the low density generation matrix code code set The relationship, calculate the length L of the intermediate variable, calculate the expansion factor z used to process the base matrix using the length of the intermediate variable and the number of rows of the base matrix; the base matrix unit is used to correct the base matrix using the expansion factor And obtaining a modified base matrix G 1 ; a base matrix expansion unit, configured to expand the modified base matrix by using a spreading factor to obtain a binary generation matrix Gtmp, wherein all L rows and front L columns of the binary generation matrix Forming a triangular matrix; generating a matrix correcting unit for correcting the binary generating matrix to obtain a modified binary generating matrix; and generating a matrix extracting unit for extracting L rows and pre-N + of the binary generating matrix after the unitary L - K columns of the generator matrix G ldgc is
  • the length of the information bit sequence and the length of the intermediate variable have the following relationship: L ⁇ k b - ceil ((px K + q) / k b ) , where p , represents a constant greater than zero.
  • p represents a constant greater than zero.
  • ⁇ 30
  • ceil represents the rounding up operation.
  • the base matrix correction unit performs a correction operation on all the non-zero block squares in the base matrix by using the spreading factor.
  • the binary generation matrix is composed of a block square matrix of size zxz, wherein the block square matrix of size zxz is a zero matrix, a unit matrix, or a cyclic shift matrix of a unit matrix.
  • the generation matrix correction unit will be the i-th row, i-th of the binary generation matrix + 1 column of elements Gtmp i, i+ 1 is set to 1, if (i+fix(z/ 12)) ⁇ 12 X z , the generator matrix correction unit will be the i-th row of the binary generator matrix, i+fix(z /12)
  • the element Gtmp i,i+fix(z/12) of the column is set to 1, if (1 ten "( 2 /4)) ⁇ 12 2 , then the matrix ⁇ positive unit will be generated and the ith row of the binary generation matrix , the element (i+fix(z/4) column Gtmp i,i+fix(z/4) is set to 1 , if (i+ fix(z/3)) ⁇ 12X Z , then the matrix correction unit will be binary Generate the ith row of the
  • the generation matrix correction unit sets the element Gtmp i,j of the i-th row and the j-th column of the binary generation matrix to 1.
  • the generation matrix correction unit performs a correction process on the modified binary generation matrix for encoding, and performs column replacement on some columns of the parity bit portion of the binary generation matrix, the purpose of which is to further improve the LDGC code with small overhead condition. performance. For example: Under the condition of low overhead, the column weight of the check bit part of the binary generation matrix is relatively large (column weight > 10). In this case, column replacement is required, so that the check bit part of the binary generation matrix appears.
  • FIG. 1 a coding method of a low density generation matrix code according to an embodiment of the present invention will be described. As shown in Figure 1, the method includes the following steps:
  • -1 is only used to represent the z*z zero square matrix, and can also be represented by other identifiers, such as ⁇ .
  • the apparatus includes: a base matrix storage The unit 202, the matrix parameter calculation unit 204, the base matrix modification unit 206, the base matrix expansion unit 208, the generation matrix modification unit 210, and the generation matrix extraction unit 212.
  • the base matrix storage unit is configured to store the rate by the corpse a uniform base matrix G ⁇ °TM of a low-density generation matrix code code set constructed by low-density generation matrix codes of different code lengths, wherein
  • the matrix parameter calculation unit is configured to calculate the length L of the intermediate variable according to the relationship between the length K of the information bit sequence to be encoded and the length L of the intermediate variable according to the low density generation matrix code code set, and use the length L of the intermediate variable
  • the basic matrix correction unit is configured to correct the basic matrix by using the expansion factor z to obtain a modified basic matrix.
  • the base matrix correction unit performs a correction operation on all the non-zero block squares in the base matrix by using the spreading factor. Specifically, the base matrix correction unit performs the following correction operation on all the elements representing the non-zero block square matrix in the base matrix by using the expansion factor: gJ
  • the generation matrix correction unit increases the column weight of the ( -l)*z +offset column of the binary generation matrix to the *zl column to 2, and increase the column weight of the ll*z column of the binary generation matrix to the 12*z-offset column to be greater than or equal to 30, where offset is a positive integer in the range of 0 to z/3.
  • the generation matrix correction unit performs correction processing on the modified binary generation matrix for encoding, and performs column replacement on some columns of the check bit portion of the binary generation matrix, the purpose of which is to further improve the LDGC code with small overhead condition. Performance.
  • the column weight of the check bit part of the binary generation matrix is relatively large (column weight > 10). In this case, column replacement is required, so that the check bit part of the binary generation matrix appears. Lighter weight columns (column weight ⁇ 5), which can improve the performance of the code under low cost conditions.
  • the above-mentioned check bit portion refers to the L+1th column to the last column
  • the above column permutation refers to the exchange position between the two columns. Finally, the above column permutation is not required.
  • the matrix generating apparatus further includes that the matrix generation process may also be interspersed in a subsequent encoding process, that is, the matrix generating apparatus generates partial matrix information in real time and then performs partial encoding processing, and then the matrix generating apparatus generates another partial matrix information. Perform another partial encoding process, and so on, until all encoding processes are completed.

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Description

低密度生成矩阵码的编码方法和装置 技术领域 本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种低密度生成矩阵码的编码方法 和装置。 背景技术 擦除信道是一种重要的信道模型。 例如， 当文件在因特网上传输时， 是 基于数据包通信的， 通常每个数据包要么无差错地被接收端接收， 要么根本 就没有被接收端接收到。 在传输控制协议 ( Transmission Control Protocol, 简 称 TCP ) 中， 针对网络丢包的做法是检错重发机制， 即利用输入端到输出端 的反馈信道控制需要重新传送的数据包。 当接收端检测到丢包时， 产生一个 重新发送控制信号， 直到正确接收到完整数据包； 而当接收端接收到数据包 时， 同样要产生一个接收确认信号。 发送端也会跟踪每一个数据包直到接收 到反馈回来的告知信号， 否则就会重新发送。 基于流模式和文件下载模式的数据广播业务是点到多点的业务，不允许 反馈， 传统的检错重发机制无法使用， 需要使用前向纠错 （Forward Error Correction, 简称 FEC ) 来保证可靠传输。 经典的应用层 FEC码包括 RS码 ( Reed-Solomon codes ) 和数字喷泉码 ( Fountain codes ) 等。 RS码的编译码 复杂度较高，一^:只适用于码长比较小的情况。 LT码 ( Luby Transform codes ) 和 Raptor码是两种可实际应用的数字喷泉码。 LT码具有线性的编码和译码 时间， 相对于 RS码有着本质的提高， 而 Raptor码由于采用了预编码技术， 因 jt匕具有更高的译码效率。 在 3GPP ( 3rd Generation Partnership Project, 第 三^^移动通讯伙伴计划） 的组播广播多媒体业务 ( Multimedia Broadcast I Multicast Service , 简称 MBMS ) 以及数字视频广播 ( Digital Video Broadcasting , 简称 DVB ) 中都采用了 Raptor码作为其 FEC编码方案。 氐密度生成矩阵码 ( Low Density Generator Matrix Codes , 简称 LDGC ) 是一种线性分组码， 其生成矩阵中的非零元素通常是稀疏的。 同时， LDGC 还是一种系统码， 它的生成矩阵中的前 k列组成的方阵通常是一个上三角或 下三角矩阵， 该矩阵求逆可以通过迭代的方法完成。 LDGC的编码是利用系 统码中信息位与中间变量的对应关系先求出中间变量， 然后再用中间变量乘 以生成矩阵得到编码后的码字。 LDGC的译码过程是先利用生成矩阵求得中 间变量， 然后才艮据信息位和中间变量的变换关系求出信息位。 LDGC的编码 复杂度远低于 Raptor码， 可以支持任意信息分组长度和任意码率编码， 在性 能上与 Raptor码类似， 都能接近理论最优性能。 同结构化低密度生成矩阵码 （LDGC码）相比， LT码不支持系统码的 编码方式， 因此 LT码难以满足某些实际的 FEC编码需求； Raptor码支持系 统码， 但是 Raptor码需要单独的预编码过程， 即需要一个预编码矩阵， 因此 编码的复杂度较高， 而 LDGC码是直接利用生成矩阵编码， 不需要另外的预 编码矩阵， 且 LDGC编码时利用了回代法求解上三角 （或下三角） 方程， 因 此编码复杂度远氐于 Raptor码。 总而言之， 同 LT码相比 LDGC的优势是支 持系统码； 同 Raptor码相比 LDGC的优势是编码复杂度更低。
LDGC码和 Fountian公司 Raptor码相比， Raptor码的编码复杂度比较 高， 而 LDGC码几乎没有编码复杂度， 因为解三角方程很容易； LDGC码的 列重量远低于 Raptor码， Raptor码译码复杂度较高， LDGC码译码复杂度较 低， 需要指出， 由于具有特定度分布， 高斯消去过程中矩阵密度会越来越低， 保证译码算法很低复杂度； 由于物理层一般可以保证低的 BLER ( Block Error Rate, 误块率）， 所需要开销一般不超过 25%, 此时 LDGC码还能够提供一 种特别有效译码算法， 保证译码复杂度远远低于 Raptor的译码复杂度； 编译 码矩阵的生成过程比 Raptor码简单的多， 迅速的多； 编译码矩阵的存储远远 小于 Raptor码， 例如本发明实施例中只是需要存储一个 12*40的统一基 矩 阵； 最后， LDGC码比较灵活， 支持任意信息分组长度 K和任意码率 r编码。 发明内容 本发明提供了一种低密度生成矩阵码的编码方法和装置，以提高低密度 生成矩阵码的码长灵活性， 减小基 矩阵的存储空间， 从而降低编译码的复 杂度。 根据本发明实施例的低密度生成矩阵码的编码方法， 包括以下步骤： 步 骤一， 利用多个码率为 的、 不同码长的低密度生成矩阵码构建低密度生成 矩阵码母码集， 其中， 氏密度生成矩阵码母码集具有统一的基础矩阵 d wH , R0 = , ^是基 矩阵的行数' "6是基 矩阵的列 数； 步骤二， 根据低密度生成矩阵码母码集中的待编码的信息比特序列的长 度 Κ与中间变量的长度 L之间的关系， 获取中间变量的长度 L; 步骤三， 利 用中间变量的长度和基 矩阵的行数， 获取用于对基础矩阵进行处理的扩展 因子 ζ; 步骤四， 利用扩展因子对基 矩阵进行处理， 获取二进制生成矩阵 Gtmp , 其中， 二进制生成矩阵的前 L行和前 L列组成三角矩阵； 以及步骤 五， 对二进制生成矩阵进行修正， 获取修正后的二进制生成矩阵； 以及步骤 六 将爹正后的二进制生成矩阵的 L行和前 N + L - K列组成的矩阵 GWgc作 为信息比特序列的生成矩阵对信息比特序列进行编码。 其中， 步骤四包括以下步骤： 步骤 a, 利用扩展因子对基 矩阵进行修 正， 获取修正后的基 矩阵 G 1 ={ /} χ ； 步骤 b, 利用扩展因子对修正 后的基 矩阵进行扩展， 获取二进制生成矩阵， 其中， 二进制生成矩阵的大 小为（kbxz)x(nbxz)。 其中， 信息比特序列的长度与中间变量的长度之间存在以下关系： L^kb-ceil((pxK + q)/kb) , 其中， p 、 g表示大于零的常数。 这里， p = \.0235,q = 30 , ceil 表示向上取整运算。 通过以下方法， 利用中间变量的 长度和基础矩阵的行数获取扩展因子： z= L/ 。 其中， 在步骤 a中， 利用扩展因子对基 矩阵中的所有表示非零分块方 阵的元素 进行修正运算。 具体地， 如果基 矩阵的所有非零分块方 阵都不是 z*z零方阵， 则利用扩展因子对基 矩阵中所有表示非零分块方阵 的元素 进行如下修正运算： 其中， zmax 是特定正整数， 这里 zmax =683 , floor表示向下取整运算， 其它元素保持不 变。 其中， 二进制生成矩阵由 ^ 个大小为 ZXZ的分块方阵 构成， 其 中， 大小为 zxz的分块方阵是零矩阵、 单位阵、 或单位阵的循环移位矩阵。 具体地， 如果修正后的基 矩阵是表示 z*z零方阵的元素 g¾. (例如， -1 ), 贝l大' J、 , 其中，
Figure imgf000006_0001
其中， 在步骤五中， 如果二进制生成矩阵的全部 L行和前 L列组成上 右三角或下右三角矩阵， 则将二进制生成矩阵的 offset列到 Z - 1列的列重量 增加为 2, 其中， offset是处于 0到 z/3范围中的正整数。 其中， 在步骤五中， 如果二进制生成矩阵的全部 L行和前 L列组成上 右三角或下右三角矩阵， 将二进制生成矩阵的 -l)*z列到 *z-l 列的列重 量增加为大于或者等于 30, 其中， offset是处于 0到 z/3范围中的正整数。 其中， 在步骤五中， 如果二进制生成矩阵的全部 L行和前 L列组成上 左三角或下左三角矩阵， 则将二进制生成矩阵的（ -l)*z +offset 列到 *z-l 列的列重量增加为 2, 并将二进制生成矩阵的 ll*z列到 12*z-offset列的列重 量增加为大于或者等于 30, 其中， offset是处于 0到 z/3范围中的正整数。 其中， 在步骤五中， 如果二进制生成矩阵的全部 L行和前 L列组成上 右三角， 将二进制生成矩阵的第 i- 1 行、 第 i 列的元素设置为 1, 其中， i 处于 1到 z- 1的范围中。 其中， 在步骤五中， 如果二进制生成矩阵的全部 L行和前 L列组成上 右三角， 如果（i+1 ) <12Xz, 则将二进制生成矩阵的第 i行、 第 i + 1列的元 素 GtmPi,i+1设置为 1, 如果 (i+fix(z/12))<12Xz, 则将二进制生成矩阵的第 i 行、 第 i+fix(z/12)列的元素 GtmPi,i+flx(z/12)设置为 1, 如果(1十1 (2/4))<12 2, 则将二进制生成矩阵的第 i行、 第（i+fix(z/4)列的元素 Gtmp i,i+flx(z/4)设置为 1 , 如果 (i+ fix(z/3))<12Xz, 则将二进制生成矩阵的第 i行、 第（i+ fix(z/3)列的元 素 Gtmp;, i+flx(z/3)设置为 1, 其中， i处于 llXz到 12Xz-l的范围中， fix表示 向下取整运算。在 i处于 0到 llXz-1范围中， j处于 llXz到 12Xz-l范围中， Gtmp ij = Gtmp i;j + Gtmp ij+25*z+ Gtmp i,j+26*z+ Gtmp i,j+27*z+ Gtmp ij+28*z的情况 下， 如果 Gtmp i;j>l , 则将二进制生成矩阵的第 i行、 第 j 歹' J的元素 Gtmp ij 设置为 1。 其中， 基 矩阵的行数为 12 , 列数为 40。 其中， 在步骤五中， 对修正得到的二进制生成矩阵做修正处理， 用于编 码， 对二进制生成矩阵的校验比特部分的某些列进行列置换， 其目的是进一 步改善艮小开销条件 LDGC码的性能。 例如： 在开销很小条件下， 二进制生成矩阵的校验比特部分的列重量都 比较大 （列重量>10 ) ，此时需要通过列置换可以使得二进制生成矩阵的校验 比特部分出现一些重量比较轻的列 （列重量<5 ), 这样做可以改善开销很小 条件下码的性能。 其中， 上述的校验比特部分是指第 L+1列到最后一列， 上 述列置换是指两列之间交换位置。 最后， 上述的列置换并不是必须的。 ύ选地， 步骤一到步骤五的矩阵生成过程穿插在步骤六编码过程中。 根据本发明实施例的低密度生成矩阵码的生成矩阵的产生装置包括：基 础矩阵存储单元， 用于存储由多个码率为 ¾的、 不同码长的低密度生成矩阵 码构建的低密度生成矩阵码母码集的统一的基础矩阵 G ™ , 其中， R。= , 是基础矩阵的行数， 是基础矩阵的列数； 矩阵参数计算单元， 用于根据 低密度生成矩阵码母码集中的待编码的信息比特序列的长度 K与中间变量的 长度 L之间的关系， 计算中间变量的长度 L, 利用中间变量的长度和基 矩 阵的行数计算用于对基础矩阵进行处理的扩展因子 z; 基础矩阵爹正单元， 用于利用扩展因子对基础矩阵进行修正， 以获取修正后的基 矩阵 G 1 ； 基 矩阵扩展单元， 用于利用扩展因子对修正后的基 矩阵进行扩展， 以获 取二进制生成矩阵 Gtmp , 其中， 二进制生成矩阵的全部 L行和前 L列组成 三角矩阵； 生成矩阵修正单元， 用于对二进制生成矩阵进行修正， 以获取修 正后的二进制生成矩阵； 以及生成矩阵提取单元， 用于提取爹正后的二进制 生成矩阵的 L行和前 N + L - K列作为用于对信号比特序列进行编码的生成 矩阵 Gldgc, 其中， N是对信号比特序列进行编码后输出的码字的长度。 其中， 信息比特序列的长度与中间变量的长度之间存在以下关系： L ^ kb - ceil ((px K + q) / kb ) , 其中 ， p 、 表示大于零的常数。 这里， = 1.0235, ^ = 30 , ceil表示向上取整运算。 矩阵参数计算单元通过以下方法, 利用中间变量的长度和基 矩阵的行数获取扩展因子： z= L/ 。 其中，基 矩阵修正单元利用扩展因子对基 矩阵中的所有表示非零分 块方阵的 进行修正运算。 具体地， 基 矩阵修正单元利用扩展因子 对基础矩阵中的所有表示非零分块方阵的元素进行如下修正运算： gi b -floor(z-(g.j b)unifomi/zma7i) , 其中' zmax =683 , floor表示向下取整运算。 其中， 二进制生成矩阵由 ^ 个大小为 zxz的分块方阵 构成， 其 中， 大小为 zxz的分块方阵是零矩阵、 单位阵、 或单位阵的循环移位矩阵。 具体地， 如果修正后的基 矩阵的元素是表示 z*z零方阵的元素（例如， -1 ), 贝l大' J、 , 其中，
Figure imgf000008_0001
其中， 如果二进制生成矩阵的全部 L行和前 L列组成上右三角或下右 三角矩阵， 则生成矩阵修正单元将二进制生成矩阵的 offset列到 Z - 1列的列 重量增加为 2,并将二进制生成矩阵的（ -l)*z列到 *z-l列的列重量增加为 大于或者等于 30, 其中， offset是处于 0到 z/3范围中的正整数。 其中， 如果二进制生成矩阵的全部 L行和前 L列组成上左三角或下左 三角矩阵， 则生成矩阵修正单元将二进制生成矩阵的（ -l)*z +offset 列到 kb*z-l列的列重量增加为 2, 并将二进制生成矩阵的 0列到 z列的列重量增 加为大于或者等于 30, 其中， offset是处于 0到 z/3范围中的正整数。 其中， 如果二进制生成矩阵的全部 L行和前 L列组成上右三角矩阵， 生成矩阵修正单元将二进制生成矩阵的第 i - 1行、 第 i列的元素设置为 1, 其中， i处于 1到 z— 1的范围中。 其中， 如果二进制生成矩阵的全部 L行和前 L列组成上右三角矩阵， 如果（i+l ) <12xz, 则生成矩阵修正单元将二进制生成矩阵的第 i行、 第 i + 1列的元素 Gtmp i,i+ 1设置为 1 , 如果 (i+fix(z/ 12))< 12 X z , 则生成矩阵修正 单元将二进制生成矩阵的第 i行、 第 i+fix(z/12)列的元素 Gtmp i,i+fix(z/12)设 置为 1 , 如果(1十《(2/4))<12 2 , 则生成矩阵爹正单元将二进制生成矩阵的第 i行、第（i+fix(z/4)列的元素 Gtmp i,i+fix(z/4)设置为 1 ,如果 (i+ fix(z/3))<12XZ, 则生成矩阵修正单元将二进制生成矩阵的第 i行、 第（i+ fix(z/3)列的元素
Gtmp i, i+fix(z/3)设置为 1 , 其中， i处于 Ι Ι Χζ到 12Xz-l的范围中， fix表示 向下取整运算， 在 i处于 0到 l l Xz- 1的范围中、 j处于 Ι Ι Χζ到 12Xz-l的范 围中， Gtmp i,j = Gtmp i,j +Gtmp i,j+25*z+Gtmp i,j+26*z+Gtmp i,j+27*z+
Gtmp i,j+28*z的情况下， 如果 Gtmp i,j>l , 则生成矩阵修正单元将二进制生 成矩阵的第 i行、 第 j列的元素 Gtmp i,j设置为 1。 其中， 生成矩阵修正单元对修正得到的二进制生成矩阵故修正处理， 用 于编码， 对二进制生成矩阵的校验比特部分的某些列进行列置换， 其目的是 进一步改善很小开销条件 LDGC码的性能。 例如： 在开销很小条件下， 二进制生成矩阵的校验比特部分的列重量都 是比较大 （列重量>10 ) ,此时需要通过列置换可以使得， 二进制生成矩阵的 校验比特部分出现一些重量比较轻的列 （列重量<5 ), 这样做可以改善开销 艮小条件下码的性能。其中，上述的校验比特部分是指第 L+1列到最后一列， 上述列置换是指两列之间交换位置。 最后， 上述的列置换并不是必须的。 优选地， 矩阵生成过程穿插在后续的编码过程中。 通过本发明， 可以提高氏密度生成矩阵码的码长灵活性， 减小基础矩阵 的存储空间， 从而降低编译码的复杂度。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部 分， 本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的 不当限定。 在附图中： 图 1是才艮据本发明实施例的低密度生成矩阵码的编码方法的流程图；以 及 图 2 是才艮据本发明实施例的氏密度生成矩阵码的生成矩阵的产生装置 的框图。 具体实施方式 下面参考附图， 详细说明本发明的具体实施方式。 参考图 1 , 说明根据本发明实施例的低密度生成矩阵码的编码方法。 如 图 1所示， 该方法包括以下步骤：
S102 , 确定一个低密度生成矩阵码母码集， 其中， 该母码集是由有限个 码率为 R。=3/10的、 不同码长的低密度生成矩阵码构成， 该母码集具有统一 形 式 的 大 小 为 = 12x40 的 基 ^ 矩 阵 uniform b
b *. V ) uniform ) kbxnb
, 需要说明的是， -1 只是用来表示 z*z零方阵， 也可以用其他标识来表示， 如∞等。
S104 , 假设有一个 1 *K= 1*24的二进制信息比特数据流 s ( s用 16进制 数可表示为 D8AB13 )要通过才艮据本发明实施例的方法产生的生成矩阵编码 生成 36比特的 LDGC编码码字， 所以有 Κ=24, Ν=36。 才艮据信息比特数据 流 的 长 度 Κ 与 中 间 变 量 的 长 度 L 之 间 的 关 系 £
Figure imgf000010_0001
+ g) /12)获取中间变量的长度 L , 其 p = 1.0235 , g = 30 , ceil表示向上取整运算， L=60。
SI 06 ,利用中间变量的长度和基础矩阵的列数获取用于对基 矩阵进行 L
处理的扩展因子 z = ceil
S108 , 基于基础矩阵 G ™和扩展因子 z=5 , 根据下面的取整
( Scale+floor)修正公式得到修正后的基 矩阵 G 其中， 对
G " 的所有表示非零分块方阵的（g, )a„ 进行修正运算。 具体地， 如果对 于 i从 0到 -l=U , j从 0到 ηδ -1=39的表示非零分块方阵的 g 、 ≠ -K此 处- 1表示 z*z零方阵） ' 则执行运算 / = 其中，
S110 , 利用扩展因子 z=5 对
Figure imgf000011_0001
进行扩展， 得到大小为 (kbxz)x(nbxz) =60 X 200 的二进制生成矩阵 Gtmp。 其中， Gtmp是由
= 12X40=480 个大小为 zxz=5X5=25 的分块方阵构成， 这些分块方阵 是零矩阵、 或者单位阵、 或者单位阵的循环移位矩阵， 如下所示：
Gtmp P 其中， 如果 g ,. =-i, 则定
Figure imgf000011_0002
义 pg'' =0 ； 否贝l, 定义 pg'J (P) 其中， 大小为 zxz的 P 方阵具有如下 形式：
Figure imgf000011_0003
S112, 对生成矩阵 Gtmp的系统比特部分进行修正。 如果二进制生成矩阵， 即 Gtmp的全部 L行和前 L列组成上右三角， 将 二进制生成矩阵的第 i - 1行、 第 i列的元素设置为 1 , 其中， i处于 1到 z - 1=4的范围中。 如果二进制生成矩阵，即 Gtmp的全部 L行和前 L列组成上右三角或下 右三角矩阵， 将二进制生成矩阵的（ -l)*z列到 *z-l 列的列重量增加为大 于或者等于 30, 其中， offset是处于 0到 z/3范围中的正整数。 具体方式为， 这里 kb=12, 对于 i从 llXz=llX5=55到 12Xz-l=12X5-l=59, ^口果 （ i+1 ) <12Xz =12X5=60, 则 Gtmp
Figure imgf000012_0001
如果 (i+ fix(z/12))= (i+ fix(5/12))=i<12XZ = 12X5=60, 则 Gtmp flx(5/12)= Gtmp u=l; 如果 (i+ fix(z/4)) =(i+ fix(2/4))=i< 12Xz=12 5=60 ,则 Gtmp i; i+ fix(2/4)= Gtmp i; ;=1； 如果 (i+ fix(z/3)) =(i+ fix(5/3)) = I < 12Xz = 12 5 = 60, 则 Gtmp i; i+
Figure imgf000012_0002
。 进一步， 对于 i从 0到 llXz-l=llX5-l=54, j从 llXz=llX5=55到 12Xz-l = 12X5-l=59, Gtmpi;j = Gtmp ; j + Gtmp i,j+25*z+ Gtmp i,j+26*z + Gtmp ί +27*ζ + Gtmp ij+28*z= Gtmp i + Gtmp ij+25*5+ Gtmp i,j+26*5 + Gtmp ij+27*5 + Gtmp ίϋ+28*5 , 口果 Gtmp i;j>l 贝1 J
Gtmp i,j赋值为 1。 其中， Gtmp i;j表示矩阵 Gtmp中第 i行第 j列的元素， fix 为向下取整运算， 其中的加法为算术加。 其中， 对爹正得到的二进制生成矩阵故爹正处理， 用于编码， 对二进制 生成矩阵的校验比特部分的某些列进行列置换， 其目的是进一步改善很小开 销条件 LDGC码的性能。 例如： 在开销很小条件下， 二进制生成矩阵的校验比特部分的列重量都 比较大 （列重量>10) ，此时需要通过列置换可以使得二进制生成矩阵的校验 比特部分出现一些重量比较轻的列 （列重量<5), 这样做可以改善开销很小 条件下码的性能。 其中， 上述的校验比特部分是指第 L+1列到最后一列， 上 述列置换是指两列之间交换位置。 最后， 上述的列置换并不是必须的。
S114, Gtmp的 kb z=60行和前 3kb ζ=360列组成的矩阵 GWgc即为编 码所需的矩阵。
S 116 , 利用 Gldgc和输入信息即可进行 LDGC编码。 例如， 对输入的长度为 K=24的低密度生成矩阵码 （信息比特序列 m) 进行编码， 生成 M=36个校-睑比特序列， 并用信息比特序列和校验比特序列 构成长度为 60 = 24+36的码字序列 Cldgc。 需要指出， 编码步骤中的加法是指 模 2加。 ili^L, ^0，^，…，^^才旨长 y¾为 K=24的 4言息 匕#序歹' J m; , A, 才旨 长度为 L=60 的填充已知比特后的信息比特序列 s; ！)。,！^…,！)^指长度为 L=60的中间变量序列 I; E0,E ---, EN+d_,指长度为 N+d=72的去掉填充比特前 的码字序列 C; F。， ，…，^^指长度为 N=36 的去掉填充比特前的码字序列
Cldgc; 是指 Gldgc的第 j行、 第 i列的元素。 进行编码的具体过程包括以下 步骤： a. 在输入的信息比特序列 m 后添力。 d=L-K=60-24=36 个已知序列 (1,1,1,1,1,1...), 构成 1*L 序列 s。 其中， Bi
Figure imgf000013_0001
-1 ), Bt =\
( i = K,K + \,---,L-\ )。 b. 因为 LDGC 码是一个系统码， 所以 I* Gidgc (1:L,1:L) = I* GWgc (1:60,1:60)= s 。已知生成矩阵 Gldgc的 L行、前 L列组成的方阵 Gldgc(l:L,l:L)= 01(^(1:60,1:60)和长度为 1^=60的序列 8, 解方程得到中间变量 I, 其中， Gldgc (1:L,1:L) = Gldgc (1:60,1:60)是右上三角方阵， D0 = B0 , Dt = Bi + jDjgji ( i = \,---,L-\ )。 c. 根据 C=I* Gidgc (l:L,l:N+d) =1* Gldgc (1:60,1:72), 计算得到长度为 1*72的 。 其中， Ei
Figure imgf000013_0002
( i = L,---,N + d -\ )„
d. 删掉步骤 a的 d=36个填充比特， 产生长度为 1*N=1*36的编码码字 Cidgc 其中， Fi
Figure imgf000013_0003
), Fi = Ei+d i = K,"、N_ )。 需要指出， 上述的编码方法还包括， 步骤一到五的矩阵生成过程也可以 穿插在步骤六编码过程中，即实时产生部分矩阵信息然后进行部分编码处理， 然后再产生另一部分矩阵信息再进行另一部分编码处理， 依次类推， 直至完 成所有编码过程。 在上述编码过程中， 本发明的实施例包括两种情况： 一种是首先产生完 整的 kb z=60行和前 3kb z=360列组成的矩阵 GWgc ,然后利用产生矩阵 GWgc, 然后进行所述的 a,b,c,d的编码过程。另一种是直接进行所述的 a,b,c,d的编码 过程， 所述的矩阵生成过程（步骤一到五）， 根据编码步骤 b,c对矩阵系数实 时需要， 产生的部分需要矩阵系数。 例如： 编码过程计算 A时候， 矩阵生成 过程只需要实时产生 = 0,…，卜 1即可， 其中 = 1,…， - 1 ; 编码过程计 算 A时候， 矩阵生成过程只需要实时产生 ' = 0,〜, - 1即可， 其中 i = L, "、N + d— l。 这样， 矩阵产生的过程穿插在编码过程中， 才艮据编码只需 要产生部分矩阵系数， 这么做有利于减少存储。 需要指出， 本发明不局限于上述的编码方法。 参考图 2 , 说明根据本发明实施列的低密度生成矩阵码的生成矩阵的产 生装置。 如图 2所示， 该装置包括： 基 矩阵存储单元 202、 矩阵参数计算 单元 204、 基础矩阵修正单元 206、 基础矩阵扩展单元 208、 生成矩阵修正单 元 210、 和生成矩阵提取单元 212。 其中： 基 矩阵存储单元， 用于存储由尸个码率为 ¾的、 不同码长的低密度 生成矩阵码构建的低密度生成矩阵码母码集的统一的基 矩阵 G^°™， 其中，
R0 = ^ , 是基础矩阵的行数， 是基础矩阵的列数。 矩阵参数计算单元，用于根据低密度生成矩阵码母码集中的待编码的信 息比特序列的长度 K与中间变量的长度 L之间的关系，计算中间变量的长度 L , 利用中间变量的长度 L和基础矩阵的行数 kb计算用于对基础矩阵进行处 理的扩展因子 z。 基础矩阵修正单元， 用于利用扩展因子 z对基础矩阵进行修正， 得到修 正后的基础矩阵 。 基 矩阵扩展单元， 用于利用扩展因子 z对 GT1 进行扩展， 得到未修 正的二进制生成矩阵 Gtmp。 生成矩阵爹正单元， 用于对 Gtmp进行爹正， 增加 Gtmp的某些列的重 量， 得到爹正后的 Gtmp。 生成矩阵提取单元， 用于提取爹正后的 Gtmp的 L行和前 N + L - K列 组成的矩阵 Gldg 为低密度生成矩阵码的生成矩阵。 其中， 信息比特序列的长度与中间变量的长度之间存在以下关系： L ^ 12■ ceil ((pxK + q)/ 12) , 其中， ρ = 1.0235 ,g = 30 , ceil表示向上取整运算。 矩阵参数计算单元通过以下方法， 利用中间变量的长度和基础矩阵的行数获 取扩展因子： Z=L/ 。 其中，基 矩阵修正单元利用扩展因子对基 矩阵中的所有表示非零分 块方阵的 进行修正运算。 具体地， 基 矩阵修正单元利用扩展因子 对基础矩阵中的所有表示非零分块方阵的元素进行如下修正运算： gJ
Figure imgf000015_0001
其中' zmax =683 , floor表示向下取整运算。 其中， 二进制生成矩阵由 ^ 个大小为 zxz的分块方阵 构成， 其 中， 大小为 zxz的分块方阵是零矩阵、 单位阵、 或单位阵的循环移位矩阵。 具体地， 如果爹正后的基础矩阵是表示 z*z零方阵的元素， 则大小为 zxz的 分块方阵 = 0 , 否则， 大小为 zxz的分块方阵 = (P)^ , 其中，
Figure imgf000015_0002
其中， 如果二进制生成矩阵的全部 L行和前 L列组成上右三角或下右 三角矩阵， 则生成矩阵修正单元将二进制生成矩阵的 offset列到 z - 1列的列 重量增加为 2,并将二进制生成矩阵的（ -l)*z列到 *z-l列的列重量增加为 大于或者等于 30, 其中， offset是处于 0到 z/3范围中的正整数。 如果二进制生成矩阵的全部 L行和前 L列组成上左三角或下左三角矩 阵， 则生成矩阵修正单元将二进制生成矩阵的（ -l)*z +offset列到 *z-l列 的列重量增加为 2, 并将二进制生成矩阵的 l l*z列到 12*z-offset列的列重量 增加为大于或者等于 30, 其中， offset是处于 0到 z/3范围中的正整数。 其中， 生成矩阵修正单元对修正得到的二进制生成矩阵 ^故修正处理， 用 于编码， 对二进制生成矩阵的校验比特部分的某些列进行列置换， 其目的是 进一步改善很小开销条件 LDGC码的性能。 例如： 在开销很小条件下， 二进制生成矩阵的校验比特部分的列重量都 是比较大 （列重量>10 ) ，此时需要通过列置换可以使得， 二进制生成矩阵的 校验比特部分出现一些重量比较轻的列 （列重量<5 ), 这样做可以改善开销 艮小条件下码的性能。其中，上述的校验比特部分是指第 L+1列到最后一列， 上述列置换是指两列之间交换位置。 最后， 上述的列置换并不是必须的。 需要指出， 上述的矩阵生成装置还包括， 矩阵生成过程也可以穿插在后 续的编码过程中， 即矩阵生成装置实时产生部分矩阵信息然后进行部分编码 处理，然后矩阵生成装置再产生另一部分矩阵信息再进行另一部分编码处理， 依次类推， 直至完成所有编码过程。 以上所述仅为本发明的实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域 的技术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则 之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的权利要求 范围之内。

Claims

权 利 要 求 书 一种氏密度生成矩阵码的编码方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 步骤一， 利用多个码率为 的、 不同码长的低密度生成矩阵码构 建低密度生成矩阵码母码集， 其中， 所述低密度生成矩阵码母码集具有 统一的基础矩阵 G" '
Figure imgf000017_0001
, 是所述基础矩阵的 行数， 是所述基 矩阵的列数；
步骤二，根据所述低密度生成矩阵码母码集中的待编码的信息比特 序列的长度 K与中间变量的长度 L之间的关系，获取所述中间变量的长 度 L;
步骤三， 利用所述中间变量的长度和所述基础矩阵的行数， 获取用 于对所述基础矩阵进行处理的扩展因子 z;
步骤四， 利用所述扩展因子对所述基础矩阵进行处理， 获取二进制 生成矩阵 Gtmp , 其中， 所述二进制生成矩阵的前 L行和前 L列组成三 角矩阵；
步骤五， 对所述二进制生成矩阵进行爹正， 获取爹正后的二进制生 成矩阵； 以及
步骤六， 将所述修正后的二进制生成矩阵的 L行和前 N + L - K列 组成的矩阵 Gldgc作为所述信息比特序列的生成矩阵对所述信息比特序列 进行编码。 才艮据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤四包括以下步骤： 步骤 a, 利用所述扩展因子对所述基础矩阵进行修正， 获取修正后 的基 矩阵 Grd = {g,,/} ; 步骤 b, 利用所述扩展因子对所述修正后的基础矩阵进行扩展， 获 取所述二进制生成矩阵， 其中， 所述二进制生成矩阵的大小为 ( χ ζ) χ ("έ χ ζ)。
1
3. 根据权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤二中 ， 所述 信息比特序列的长度与所述中间变量的长度之间存在以下关系：
L ^ 12■ ceil ((pxK + q)/ 12) , 其中， ρ和 q啫是大于 0的常数， ceil表示向 上取整运算。
4. 才艮据权利要求 3所述的方法， 其特征在于， = 1.0235,g = 30。
5. 才艮据权利要求 3所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤三中， 通过以下 方法， 利用所述中间变量的长度和所述基础矩阵的行数获取所述扩展因 子： z= L/ kb o
6. 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤 a中， 利用所述 进行爹正运算。
7. 根据权利要求 6所述的方法， 其特征在于， 利用所述扩展因子对所述基 础矩阵中所有用于表示非零分块方阵的元素（^/^^^进行如下修正运 算： §卜./100 2 /2皿、, 其中' zmax是特定正整数' floor表示 向下取整运算。
8. 根据权利要求 7所述的方法， 其特征在于， zmax =683。
9. 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤 b中， 所述二进 制生成矩阵由 ^ 个大小为 zxz的分块方阵 构成， 其中， 所述大小 为 zxz的分块方阵是零矩阵、 单位阵、 或单位阵的循环移位矩阵。
10. 根据权利要求 9所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤 b中， 如果所述 修正后的基础矩阵的元素 gi] b是表示 zx z零方阵的数值， 则所述大小为 ζχζ的分块方阵 =0, 否贝l, 所述大小为 ζχζ的分块方阵 =(p) 其中，
Figure imgf000018_0001
才艮据权利要求 10所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤五中， 如果所述 二进制生成矩阵的前 L行和前 L列组成上右三角矩阵， 则将所述二进制 生成矩阵的 offset列到 z - 1列的列重量增加为 2, 其中， offset是处于 0 到 z/3范围中的正整数。
12. 根据权利要求 10所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤五中， 如果所述 二进制生成矩阵的前 L行和前 L列组成上右三角矩阵， 则将所述二进制 生成矩阵的（ -l)*z列到 *z-l列的列重量增加为大于或者等于 30, 其 中， offset是处于 0到 z/3范围中的正整数。
13. 根据权利要求 10所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤五中， 如果所述 二进制生成矩阵的前 L行和前 L列组成下右三角矩阵， 则将所述二进制 生成矩阵的 offset列到 Z - 1列的列重量增加为 2, 并将所述二进制生成 矩阵的（ -l)*z列到 *z-l列的列重量增加为大于或者等于 30, 其中， offset是处于 0到 z/3范围中的正整数。
14. 根据权利要求 10所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤五中， 如果所述 二进制生成矩阵的前 L行和前 L列组成上左三角或下左三角矩阵， 则将 所述二进制生成矩阵的（tέ-l)*z十offset列到 *z-l列的列重量增加为 2, 并将所述二进制生成矩阵的 11 *z列到 12*z-offset列的列重量增加为大于 或者等于 30, 其中， offset是处于 0到 z/3范围中的正整数。
15. 根据权利要求 11所述的方法， 其特征在于， 将所述二进制生成矩阵的第 i- 1行、 第 i列的元素设置为 1, 其中， i处于 1到 Z - 1的范围中。
16. 根据权利要求 12所述的方法， 其特征在于， 如果（i+l ) <12xz, 则将所 述二进制生成矩阵的第 i行、 第 i+ 1列的元素 GtmPi,i+1设置为 1, 如果
(i+fix(z/12))<12xz, 则将所述二进制生成矩阵的第 i行、 第 i+fix(z/12)列 的元素 GtmPi,i+flx(z/12)设置为 1, 如果(1十 1 (2/4))<12 2, 则将所述二进制 生成矩阵的第 i行、第（i+fix(z/4))列的元素 Gtmpi,i+flx(z/4)设置为 1,如果 (i+ fix(z/3))<12xz, 则将所述二进制生成矩阵的第 i行、第（i+fix(z/3))列的元 素
Figure imgf000019_0001
1, 其中， i处于 llxz到 12xz-l的范围中， fix表 示向下取整运算， 在 i处于 0到 llxz-Ι 范围中， j处于 llxz到 12xz-l 范围 中 ' Gtmp ij= Gtmp Gtmp i,j+25*z+ Gtmp ij+26*z+ Gtmp ij+27*z+ Gtmp i,j+28*z的情况下， 如果 Gtmp i;j>l , 则将所述二进制生成矩阵的第 i 行、 第 j列的元素 Gtmp i j设置为 1。
3
17. 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 所述基 矩阵的行数为 12, 列数为 40。
18. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤五中， 对修正得 到的所述二进制生成矩阵故爹正处理， 用于编码， 对所述二进制生成矩 阵的校验比特部分的某些列进行列置换。
19. 根据权利要求 18所述的方法， 其特征在于， 在开销很小的条件下， 所述 二进制生成矩阵的校验比特部分的列重量都比较大 （列重量>10 ) ，通过 所述列置换使得所述二进制生成矩阵的校验比特部分出现一些重量比较 轻的列 （列重量<5 ), 其中， 所述列置换是指两列之间交换位置。 20. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤一到所述步骤五的 矩阵生成过程穿插在步骤六编码过程中。
21. 一种氏密度生成矩阵码的生成矩阵的产生装置， 其特征在于， 包括： 基 矩阵存储单元， 用于存储由多个码率为 R0的、 不同码长的低 密度生成矩阵码构建的 氏密度生成矩阵码母码集的统一的基础矩阵 G"b" , 其中， ¾ = , 是所述基 矩阵的行数， 是所述基 矩阵 的列数；
矩阵参数计算单元，用于根据所述低密度生成矩阵码母码集中的待 编码的信息比特序列的长度 K与中间变量的长度 L之间的关系， 计算所 述中间变量的长度 L, 利用所述中间变量的长度和所述基础矩阵的行数 计算用于对所述基础矩阵进行处理的扩展因子 z;
基础矩阵修正单元，用于利用所述扩展因子对所述基础矩阵进行修 正， 以获取爹正后的基础矩阵 G。d ； 基础矩阵扩展单元，用于利用所述扩展因子对所述修正后的基础矩 阵进行扩展， 以获取二进制生成矩阵 GtmP , 其中， 所述二进制生成矩阵 的前 L行和前 L列组成三角矩阵；
生成矩阵爹正单元， 用于对所述二进制生成矩阵进行爹正， 以获取 爹正后的二进制生成矩阵； 以及
4 生成矩阵提取单元，用于提取所述修正后的二进制生成矩阵的 L行 和前 N + L - K 列作为用于对所述信号比特序列进行编码的生成矩阵 Gidgc， 其中， N是对所述信号比特序列进行编码后输出的码字的长度。
22. 根据权利要求 21所述的装置， 其特征在于， 所述信息比特序列的长度与 所述中间变量的长度之间存在以下关系： L^ 'ceili^pxK + q^ ) , 其 中， p和 q都是大于 0的常数， ceil表示向上取整运算。
23. 根据权利要求 22所述的装置， 其特征在于， ρ = 1.0235, = 30。
24. 根据权利要求 21或 22所述的装置， 其特征在于， 所述矩阵参数计算单 元通过以下方法， 利用所述中间变量的长度和所述基础矩阵的行数获取 所述扩展因子： z=L/ 。
25. 才艮据权利要求 24所述的装置， 其特征在于， 所述基 矩阵修正单元利用 所述扩展因子对所述基础矩阵中用于表示所有非零分块方阵的元素 进行修正运算。
26. 才艮据权利要求 25所述的装置， 其特征在于， 所述基 矩阵修正单元利用 所述扩展因子对所述基础矩阵中用于表示所有非零分块方阵的元素
(g,,/) 进行如下修正运算： g,,/ = / (z'fe,/) ™/z '其中' z 特定正整数， floor表示向下取整运算。
27. 根据权利要求 26所述的装置， 其特征在于， zmax =683。
28. 才艮据权利要求 25所述的装置， 其特征在于， 所述基 矩阵扩展单元利用 所述扩展因子对所述爹正后的基础矩阵进行扩展而获取的所述二进制生 成矩阵由 kbxnb个大'、为 zxz的分块方阵 构成，其中，所述大小为 z z 的分块方阵是零矩阵、 单位阵、 或单位阵的循环移位矩阵。
29. 才艮据权利要求 28所述的装置， 其特征在于， 如果所述修正后的基 矩阵 的元素 是表示 z*z零方阵的数值， 则所述大小为 zxz的分块方阵
5 = 0 , 否贝l , 所述大小为 ζ χ ζ的分块方阵 ρ = (Ρ)^' , 其中 ，
Figure imgf000022_0001
30. 4艮据权利要求 29所述的装置， 其特征在于， 所述生成矩阵爹正单元通过 以下方法对所述二进制生成矩阵进行爹正： 如果所述二进制生成矩阵的 前 L行和前 L列组成上右三角矩阵， 则所述生成矩阵爹正单元将所述二 进制生成矩阵的 offset列到 z - 1列的列重量增加为 2, 其中， offset是处 于 0到 z/3范围中的正整数。
31. 4艮据权利要求 29所述的装置， 其特征在于， 所述生成矩阵爹正单元通过 以下方法对所述二进制生成矩阵进行爹正： 如果所述二进制生成矩阵的 前 L行和前 L列组成上右三角矩阵，则将所述二进制生成矩阵的（ - 1 )*z 列到 *z-l 列的列重量增加为大于或者等于 30, 其中， offset是处于 0 到 z/3范围中的正整数。
32. 4艮据权利要求 29所述的装置， 其特征在于， 所述生成矩阵爹正单元通过 以下方法对所述二进制生成矩阵进行爹正： 如果所述二进制生成矩阵的 前 L行和前 L列组成下右三角矩阵， 则所述生成矩阵爹正单元将所述二 进制生成矩阵的 offset列到 z - 1列的列重量增加为 2, 并将所述二进制 生成矩阵的（ -l)*z列到 *z-l列的列重量增加为大于或者等于 30, 其 中， offset是处于 0到 z/3范围中的正整数。
33. 4艮据权利要求 29所述的装置， 其特征在于， 所述生成矩阵爹正单元通过 以下方法对所述二进制生成矩阵进行爹正： 如果所述二进制生成矩阵的 前 L行和前 L列组成上左三角或下左三角矩阵， 则所述生成矩阵爹正单 元将所述二进制生成矩阵的（ -l)*z +offset列到 *z-l列的列重量增加 为 2 , 并将所述二进制生成矩阵的 l l*z列到 12*z-offset列的列重量增加 为大于或者等于 30, 其中， offset是处于 0到 z/3范围中的正整数。 34. 4艮据权利要求 30所述的装置， 其特征在于， 所述生成矩阵爹正单元将所 述二进制生成矩阵的第 i - 1行、 第 i列的元素设置为 1 , 其中， i处于 1 到 z - 1的范围中。
6 根据权利要求 31 所述的装置， 其特征在于， 如果 （i+1) <12Xz, 则所 述生成矩阵修正单元将所述二进制生成矩阵的第 i行、 第 i + 1列的元素 Gtmpi,i+1设置为 1, 如果 (i+f ^z/U^ UXz, 则所述生成矩阵爹正单元 将所述二进制生成矩阵的第 i 行、 第 i+fix(z/12)列的元素 Gtmp i,i+fix(z/12) 设置为 1, 如果 十1 (2/4))<12 2, 则所述生成矩阵爹正单元将所述二进 制生成矩阵的第 i行、 第（i+fix(z/4)列的元素 Gtmp i,i+flx(z/4)设置为 1 , 如果 (i+ fix(z/3))<12Xz, 则所述生成矩阵爹正单元 ^！夺所述二进制生成矩阵的 第 i行、 第（i+fix(z/3)列的元素 Gtmpi,i+flx(z/3)设置为 1, 其中， i处于 llxz 到 12Xz-l的范围中， fix表示向下取整运算， 在 i处于 0到 llXz-1的范 围 中、 j 处于 ll xz 到 12 X z-1 的范围 中， Gtmp i;j = Gtmp i;j + Gtmp ij+25*z+ Gtmp ij+26*z+ Gtmp ij+27*z+ Gtmp i,j+28*z的情况下， 如果 Gtmp i,j> 1 , 则所述生成矩阵修正单元将所述二进制生成矩阵的第 i行、 第 j列 的元素 Gtmp i，j设置为 1。 才艮据权利要求 21所述的装置， 其特征在于， 所述生成矩阵修正单元对修 正得到的二进制生成矩阵做修正处理， 用于编码。 对所述二进制生成矩 阵的校验比特部分的某些列进行列置换。 才艮据权利要求 36所述的装置， 其特征在于， 在开销很小的条件下， 所述 二进制生成矩阵的校验比特部分的列重量都比较大 （列重量>10) ，通过 所述列置换使得所述二进制生成矩阵的校验比特部分出现一些重量比较 轻的列 （列重量<5), 其中， 所述列置换是指两列之间交换位置。 才艮据权利要求 21所述的装置， 其特征在于， 矩阵生成过程穿插在后续的 编码过程中。
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