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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201310371629.2(22)申请日 2013.08.23H03M 13/11(2006.01)H04L 1/00(2006.01)(71)申请人上海数字电视国家工程研究中心有限公司地址 200125 上海市浦东新区东三里桥路1018号(72)发明人张文军 何大治 徐胤 管云峰尧勇仕 杨帆 赵杰(54) 发明名称低密度奇偶校验矩阵的编码方法(57) 摘要一种低密度奇偶校验矩阵的编码方法，包括设定所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分的大小以及循环子阵的大小；初始化所述校验部分所对应的各校验比特；依照所述循环子阵的大小将所述校验比特进行分组。
2、以得到多个校验比特组；将各校验比特组中的校验比特与其在低密度奇偶校验矩阵中所关联的信息比特进行累加处理；对累加后的各校验比特作交织处理；将经过交织处理后的各校验比特进行模2加运算以得到最终的校验比特。本技术方案降低了编码复杂度。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书10页 附图1页(10)申请公布号 CN 104426553 A(43)申请公布日 2015.03.18CN 104426553 A1/2页21.一种低密度奇偶校验矩阵的编码方法，其特征在于，包括如下步骤：设定所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分的大小以及循环子阵的大小；初始。
3、化所述校验部分所对应的各校验比特；依照所述循环子阵的大小将所述校验比特进行分组以得到多个校验比特组；将各校验比特组中的校验比特与其在低密度奇偶校验矩阵中所关联的信息比特进行累加处理；对累加后的各校验比特作交织处理；将经过交织处理后的各校验比特进行模2加运算以得到最终的校验比特。2.如权利要求1所述的低密度奇偶校验矩阵的编码方法，其特征在于，所述校验部分的大小为M*M、循环子阵的大小为q*q；所述依照所述循环子阵的大小将所述校验比特进行分组以得到多个校验比特组包括：设置所述校验比特为 ；将所述校验比特按顺序以q个比特为一组进行分组以得到多个校验比特组。3.如权利要求1所述的低密度奇偶校验矩阵的编。
4、码方法，其特征在于，所述将各校验比特组中的校验比特与其在低密度奇偶校验矩阵中所关联的信息比特进行累加处理包括：对每个校验比特组中的q个比特作如下异或运算： =；其中，；表示在低密度奇偶校验矩阵中与所关联的信息比特，根据如下公式得到：其中，x表示各个校验比特组中第一个校验比特所代表的所述低密度奇偶校验矩阵中的行里的“1”所在列的位置，但不包括所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分中的“1”的列的位置。4.如权利要求3所述的低密度奇偶校验矩阵的编码方法，其特征在于，所述对累加后的各校验比特作交织处理包括：对累加后的各校验比特依照置换格式作交织处理，其中所述置换格式通过如下公式实现：其中，i=0、1、2、。
5、3、q-1；Q=M/q;权 利 要 求 书CN 104426553 A2/2页3 表示交织前的校验比特； 表示交织后的校验比特。5.如权利要求4所述的低密度奇偶校验矩阵的编码方法，其特征在于，将经过交织处理后的各校验比特进行模2加运算以得到最终的校验比特通过如下公式实现：其中，代表了所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分最后一列第二个“1”的位置；所述最终的校验比特为 。6.如权利要求1所述的低密度奇偶校验矩阵的编码方法，其特征在于，在执行初始化所述校验部分所对应的各校验比特之前还包括如下步骤：设定所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分的最后一列中第二个“1”的位置。权 利 要 求 书CN 1044265。
6、53 A1/10页4低密度奇偶校验矩阵的编码方法0001 技术领域0002 本发明涉及编码领域，特别涉及低密度奇偶校验矩阵的编码方法。背景技术0003 LDPC码于1963年由Gallager在他的博士论文中首次提出，同时Gallager还提出了LDPC码的概率译码算法，但是由于概率迭代译码计算过于复杂，鉴于当时的技术发展水平难以实现，因此LDPC码在当时通信界很快就石沉大海。之后，除了Tanner在上个世纪80年代形象化的用二分图来描述迭代译码外，几乎没有学者再对LDPC码有过更多的关注。0004 而在1993年，Turbo码的提出则使得人们在45年后，首次看到了一种可以逼近Shannon限。
7、的编码方案。至此人们才开始注意到了迭代译码所具备的优良性能，与此同时，基于二分图（Tanner图）的迭代理论也取得了很大的突破：Spielman将纠错过程解释为错误逐渐减少的过程，并证明了基于二分图的编译码算法具有线性的复杂度，在此基础上又有学者提出了利用Expander图生成具有一定纠错能力的二分图的条件和方法，之后Kschischang等人又建立了因子图（Factor Graph）的理论，进一步深化了基于LDPC迭代译码的图论基础；在这些研究基础之上，Wiber则提出了基于图的LDPC迭代译码算法。所有了这些发展基础，使得在1995年，Mackay和Neal发现了LDPC码和Turbo码一。
8、样具有逼近香农限的性能，从而引发了对LDPC码研究的热潮。0005 由于LDPC码比Turbo码在技术上、特别在复杂度上更具有优势，更能适应未来系统高速数据传输和高性能的要求，因此得到广泛应用。目前采用LDPC码字的通信系统有：欧洲第二代数字广播电视传输标准DVB2系列；IEEE 802.11n无线局域网标准；IEEE802.11e无线广域网标准；中国数字电视地面传输标准(DTTB)，以及北美CCSDS的近地、深空通信系统等等。0006 从实现的角度来看，需要面临若干挑战。例如，存储便是一个导致LDPC码没有广泛地实际使用的重要原因。并且，LDPC码实现中的一个关键问题是如何在解码器的若干个处。
9、理引擎（节点）之间实现连接网络。此外，解码处理，尤其是校验节点运算中的计算负载也会带来问题。0007 因此，需要一个使用简单的编码和解码处理的LDPC通信系统。还需要使用LDPC码高效地支持高数据速率，而无需引入更大的复杂度。还需要改进LDPC编码器和解码器的性能，还需要实现LDPC编码的存储要求最小，还需要一种简化LDPC解码器的处理节点之间的通信方案。发明内容0008 本发明解决的问题是现有的低密度奇偶校验矩阵的编码方法比较繁琐。0009 为解决上述问题，本发明实施例提供了一种低密度奇偶校验矩阵的编码方法，包说 明 书CN 104426553 A2/10页5括：设定所述低密度奇偶校验矩阵中。
10、校验部分的大小以及循环子阵的大小；初始化所述校验部分所对应的各校验比特；依照所述循环子阵的大小将所述校验比特进行分组以得到多个校验比特组；将各校验比特组中的校验比特与其在低密度奇偶校验矩阵中所关联的信息比特进行累加处理；对累加后的各校验比特作交织处理；将经过交织处理后的各校验比特进行模2加运算以得到最终的校验比特。0010 可选地，所述校验部分的大小为M*M、循环子阵的大小为q*q；所述依照所述循环子阵的大小将所述校验比特进行分组以得到多个校验比特组包括：设置所述校验比特为 ；将所述校验比特按顺序以q个比特为一组进行分组以得到多个校验比特组。0011 可选地，所述将各校验比特组中的校验比特与其。
11、在低密度奇偶校验矩阵中所关联的信息比特进行累加处理包括：对每个校验比特组中的q个比特作如下异或运算：=；其中，；表示在低密度奇偶校验矩阵中与所关联的信息比特，根据如下公式得到：其中，x表示各个校验比特组中第一个校验比特所代表的所述低密度奇偶校验矩阵中的行里的“1”所在列的位置，但不包括所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分中的“1”的列的位置。0012 可选地，所述对累加后的各校验比特作交织处理包括：对累加后的各校验比特依照置换格式作交织处理，其中所述置换格式通过如下公式实现：其中，；i=0、1、2、3、q-1；Q=M/q; 表示交织前的校验比特； 表示交织后的校验比特。0013 可选地，经过交织处。
12、理后的各校验比特进行模2加运算以得到最终的校验比特通过如下公式实现：说 明 书CN 104426553 A3/10页6其中，代表了所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分最后一列第二个“1”的位置；所述最终的校验比特为 。0014 可选地，在执行初始化所述校验部分所对应的各校验比特之前还包括如下步骤：设定所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分的最后一列中第二个“1”的位置。0015 与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点：本发明实施例采用低密度奇偶校验矩阵校验部分的双对角结构（交织前）的特点是：在校验部分的矩阵最右上角（即第一行最后一列）有个1，另外在最后一列的中间位置（第k行，行从0开始数数）有一个1。
13、。基于这样的结构，校验部分的比特可以利用信息部分的比特何校验方程来求得，而不需要使用编码矩阵，从而降低编码复杂度。 附图说明0016 图1是本发明的一种低密度奇偶校验矩阵的编码方法的实施方式的流程示意图。具体实施方式说 明 书CN 104426553 A4/10页70017 发明人发现现有的低密度奇偶校验矩阵的编码方法比较繁琐。0018 针对上述问题，发明人经过研究，提供了一种低密度奇偶校验矩阵的编码方法，从而降低了编码复杂度。0019 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。0020 如图1所示的是本发明的一种低密度奇偶校验矩阵的编码。
14、方法的实施方式的流程示意图。参考图1，所述编码方法包括如下步骤：步骤S1：设定所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分的大小以及循环子阵的大小；步骤S2：初始化所述校验部分所对应的各校验比特；步骤S3：依照所述循环子阵的大小将所述校验比特进行分组以得到多个校验比特组；步骤S4：将各校验比特组中的校验比特与其在低密度奇偶校验矩阵中所关联的信息比特进行累加处理；步骤S5：对累加后的各校验比特作交织处理；步骤S6：将经过交织处理后的各校验比特进行模2加运算以得到最终的校验比特。0021 下面结合具体实施例对上述编码方法的实施方式进行描述。0022 如步骤S1所述，设定所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分的大小以。
15、及循环子阵的大小。0023 所述低密度奇偶校验矩阵包括信息比特部分和校验部分。0024 令LDPC的码字为；其中，为信息比特比特，是已知的序列。为校验比特，为待计算的比特。0025 在本实施例中，所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分的大小M*M，循环子阵的大小为q*q。通常所述校验部分位于所述低密度奇偶校验矩阵的右边部分，如上述LDPC的码字c的结构所示。0026 在执行步骤S2之前，本实施例还包括：设定所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分的最后一列中第二个“1”的位置k。构成的校验部分矩阵（P矩阵）如下所示，该P矩阵的行从0开始计数。0027 所述P矩阵为双对角矩阵结构在交织前的结构与现有不同的是：。
16、在P矩阵最右上角（即第一行最后一列）有个1，另外在最后一列的中间位置（第k行，行从0开始数数）有一个1。0028 如步骤S2所述，初始化所述校验部分所对应的各校验比特。0029 即，其中每说 明 书CN 104426553 A5/10页8个代表校验矩阵中的一列，例如 代表校验矩阵中的第 m列。0030 如步骤S3所述，依照所述循环子阵的大小将所述校验比特进行分组以得到多个校验比特组。0031 具体地，首先，设置所述校验比特为 。然后，将所述校验比特按顺序以q个比特为一组进行分组以得到多个校验比特组。0032 例如，校验比特组为：，其中，j取值为（0、1、2、q-1）。0033 如步骤S4所述，。
17、将各校验比特组中的校验比特与其在低密度奇偶校验矩阵中所关联的信息比特进行累加处理。0034 具体地，对每个校验比特组中的q个比特作如下异或运算： =；其中，；表示所述低密度奇偶校验矩阵中与所关联的信息比特，根据如下公式得到：公式（1）其中，x表示各个校验比特组中第一个校验比特（例如可以是，）所代表的所述低密度奇偶校验矩阵中的行（对应第行）里“1”所在列的位置，但不包括所述低密度奇偶校验矩阵中校验部分中的“1”的列的位置。0035 以表1的码字为例，校验比特数，信息比特数，最后一列中间1的位置。0036 表1中的第一行数字：528 、689、 768、 1333、 4402 、5010每个数字代。
18、表了低密度奇偶校验矩阵中的第一行（对应第一个校验比特）中“1”的位置（即列的位置），但这个位置并不包括低密度奇偶校验矩阵的校验部分的“1”的列的位置。0037 另外该行的数字即为，代表了第一个校验比特块中的第一个比特所代表校验矩阵中的第0行的“1”的位置（即列的位置，列同样以0开始计数）。说 明 书CN 104426553 A6/10页90038 那么有：做完这个之后，则根据公式（1）有：接下来第二行数字：441 695 1268 1778 2308 5044对于其他行依照上述公式（1）依次类推，在此不一一列举。0039 如步骤S5所述，对累加后的各校验比特作交织处理。0040 具体地，本步骤包括：对累加后的各校验比特依照置换格式作交织处理，其中所述置换格式通过如下公式实现：其中，i=0、1、2、3、q-1。0041 以表1为例，码长为15120、码率为1/2、循环子阵的大小为126*126的码表。此时，。0042 上述交织处理则具体为：说 明 书CN 104426553 A7/10页10在本实施例中， 表示交织前的校验比特； 表示交织后的校验比特。0043 如步骤S6所述，将经过交织处理后的各校验比特进行模2加运算以得到最终的校验比特。0044 具体地，本步骤通过如下公式实现：说 明 书CN 104426553 A10。