矩陣構造方法及設備、編解碼方法及設備的製作方法
2023-05-11 09:13:16
專利名稱：矩陣構造方法及設備、編解碼方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及編碼技術領域，特別涉及一種矩陣構造方法及設備、編解碼方法及設備。
背景技術：
低密度奇偶校驗(LDPC，Low Density Parity Check)碼具有優異的糾錯性能、高解碼吞吐率、解碼簡單等特徵，所以成為目前信道編解碼領域的研究熱點，而LDPC碼與混合自動重傳請求(HARQ，HybridAutomatic RepeatreQuest)技術的結合是當前該領域的研
究重點。在移動通信系統中，HARQ幾乎是必備的一種技術，這就要求所構造的LDPC碼不僅要有優異的糾錯性能，還要具有良好的碼率兼容特性。現有的可變碼率的LDPC碼可以分為帶預打孔節點的LDPC碼和不帶預打孔節點的 LDPC 碼。其中，帶預打孔節點的LDPC碼可以包括累積重複累積碼(ARA，Accumulate Repeat Accumulate),重複累積鋸狀累積碼(ARJA, AccumulateR印eat Jagged Accumulate),重複累積校驗累積碼(ARCA, Accumulate RepeatCheck Accumulate)等。在帶預打孔節點的LDPC碼的LDPC碼校驗矩陣中，每一行表示一個校驗方程，LDPC 碼校驗矩陣H包括子矩陣A、子矩陣B、子矩陣T、子矩陣C、子矩陣D和子矩陣E，具體為
權利要求
1.一種編碼方法，其特徵在於，包括根據擴展的原型圖矩陣對信息序列進行編碼，得到校驗序列；對所述校驗序列進行打孔；根據所述信息序列和對校驗序列打孔後剩下的比特，生成碼字比特序列；其中，所述擴展的原型圖矩陣包括將LDPC碼原型圖鄰接矩陣中的子矩陣a、b、c、t和 e中的每個元素擴展成1行1列的矩陣後得到子矩陣a1、b1、c1、t1和e1，和，根據預定的子矩陣d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中一步恢復節點的個數和循環移位量，將子矩陣 d中的各非0元素擴展成1行1列的矩陣後所得到的子矩陣d1 ；其中，預定的子矩陣d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中一步恢復節點的個數和循環移位量是根據環長最大化、近似最短環路ACE最大化和信噪比門限最小化中的一個條件得到的，其中，子矩陣d中的非 0元素所對應的擴展矩陣中一步恢復節點是指所述擴展矩陣中行重為1的行所在的列對應的可選打孔節點；其中，所述LDPC碼原型圖鄰接矩陣是m行η列的矩陣，所述LDPC碼原型圖鄰接矩陣中的子矩陣a為m2行k列的矩陣，子矩陣b為m2行Hi1列的矩陣，子矩陣t為m2行m2列的矩陣；子矩陣c為Hi1行k列的矩陣，子矩陣d為Hi1行Hi1列的對角矩陣，子矩陣t為m2行m2列的矩陣；子矩陣e為零矩陣；其中，k是信息節點的個數，Hi1是預打孔節點的個數，η是變量節點的個數，m是校驗節點的個數，m = mi+m2 ；η = m2+mi+k ；所述子矩陣d的起始行和所述子矩陣e的起始行在所述LDPC碼原型圖鄰接矩陣的同一行；LDPC碼原型圖鄰接矩陣中子矩陣d所在的列對應預打孔節點。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，將子矩陣d中的非0元素Cli擴展成1行1列的矩陣<是利用如下公式擴展的
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據擴展的原型圖矩陣對待發送的信息序列進行編碼，得到校驗序列包括根據擴展的原型圖矩陣所對應的LDPC碼校驗矩陣，利用公式P1 = D-1Cw,對待發送的ii息序列w進行編碼，得到第一校驗序列P1 ；利用公式P2 = Γ1 (A^BP1)和所得到的第一校驗序列P1和所述信息序列W，得到第二校驗序列P2 ；其中，A、B、C、D、T是LDPC碼校驗矩陣中的子矩陣，所述A、B、C、D、T分別為子矩陣a1、 ^,C1U1和t1擴展後的矩陣。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據擴展的原型圖矩陣對待發送的信息序列進行編碼，得到校驗序列包括根據擴展的原型圖矩陣，利用公式P1 = (Cl1)-1C1w對待發送的信息序列w進行編碼，得到第一校驗序列P1，利用公式P2 = (t1)-1 (BVb1P1)和所得到的第一校驗序列P1和所述信息序列w，得到第二校驗序列P2。
5.一種解碼方法，其特徵在於，包括通過信道接收比特信息，所接收的比特信息包括信息比特的信息以及校驗比特的信息；利用所接收的比特信息，根據擴展的原型圖矩陣恢復被打掉的校驗比特信息；利用所恢復出的校驗比特信息和所接收的比特信息，根據擴展的原型圖矩陣對信息比特的信息進行解碼，得到信息序列；其中，所述擴展的原型圖矩陣包括將LDPC碼原型圖鄰接矩陣中的子矩陣a、b、c、t和 e中的每個元素擴展成1行1列的矩陣後得到子矩陣a1、b1、c1、t1和e1，和，預定的根據子矩陣d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中一步恢復節點的個數和循環移位量，將子矩陣 d中的各非0元素擴展成1行1列的矩陣後所得到的子矩陣d1 ；其中，預定的子矩陣d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中一步恢復節點的個數和循環移位量是根據環長最大化、近似最短環路ACE最大化和信噪比門限最小化中一個條件得到的，其中，預定的子矩陣d中的非0元素所對應的擴展矩陣中一步恢復節點是指所述擴展矩陣中行重為1的行所在的列對應的可選打孔節點；其中，所述LDPC碼原型圖鄰接矩陣是m行η列的矩陣，所述LDPC碼原型圖鄰接矩陣中的子矩陣a為m2行k列的矩陣，子矩陣b為m2行Hi1列的矩陣，子矩陣t為m2行m2列的矩陣；子矩陣c為Hi1行k列的矩陣，子矩陣d為Hi1行Hi1列的對角矩陣，子矩陣t為m2行m2列的矩陣；子矩陣e為零矩陣；其中，k是信息節點的個數，Hi1是預打孔節點的個數，η是變量節點的個數，m是校驗節點的個數，m = mi+m2 ；η = m2+mi+k ；所述子矩陣d的起始行和所述子矩陣e的起始行在所述原型圖鄰接矩陣的同一行；LDPC碼原型圖鄰接矩陣中子矩陣d所在的列對應預打孔節點。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，子矩陣d中的非0元素Cli擴展成1行1列的矩陣<是利用如下公式擴展的
7.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述根據擴展的原型圖矩陣恢復被打掉的校驗比特信息包括根據擴展的原型圖矩陣所對應的LDPC碼校驗矩陣，恢復被打掉的校驗比特信息；所述根據擴展的原型圖矩陣對信息比特的信息進行解碼包括根據擴展的原型圖矩陣所對應的LDPC碼校驗矩陣，對信息比特的信息進行解碼。
8.一種矩陣構造方法，其特徵在於，包括 獲取低密度奇偶校驗LDPC碼原型圖鄰接矩陣；其中，所述LDPC碼原型圖鄰接矩陣是m行η列的矩陣，所述LDPC碼原型圖鄰接矩陣包括子矩陣a、b、t、c、d和e ；子矩陣a為m2行k列的矩陣，子矩陣b為m2行Hi1列的矩陣，子矩陣t為m2行m2列的矩陣；子矩陣c為Hi1行k列的矩陣，子矩陣d為Hi1行Hi1列的對角矩陣，子矩陣t為m2行m2列的矩陣；子矩陣e為零矩陣；其中，k是信息節點的個數，Hi1是預打孔節點的個數，η是變量節點的個數，m是校驗節點的個數，m = mi+m2 ；η = m2+mi+k ；LDPC碼原型圖鄰接矩陣中子矩陣d所在的列對應預打孔節點；對LDPC碼原型圖鄰接矩陣進行擴展，得到擴展後的原型圖矩陣； 其中，對LDPC碼原型圖鄰接矩陣進行擴展，得到擴展後的原型圖矩陣包括 分別將LDPC碼原型圖鄰接矩陣中的子矩陣a、b、c、t、e中的每個元素擴展成1行1列的矩陣，得到子矩陣a1、b1、c1、t1和e1 ；根據預定的子矩陣d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中的一步恢復節點的個數和循環移位量，將子矩陣d中的各非0元素擴展成1行1列的矩陣，得到擴展的子矩陣d1 ；其中，預定的子矩陣d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中的一步恢復節點的個數和循環移位量是根據環長最大化、近似最短環路ACE最大化或信噪比門限最小化中的一個條件得到的，其中，子矩陣d中的非0元素所對應的擴展矩陣中的一步恢復節點是指所述擴展矩陣中行重為1的行所在的列所對應的可選打孔節點。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，根據預定的子矩陣d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中的一步恢復節點的個數和循環移位量，將子矩陣d中的各非0元素擴展成1行1列的矩陣包括根據子矩陣d中的非0元素Cli對應的擴展矩陣中的一步恢復節點的個數^和循環移位量Si,利用如下公式將非0元素Cli擴展成1行1列的矩陣，得到<，其中，非0元素Cli為子矩陣d中第i行的非0元素；
10.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，該方法還包括根據所述擴展後的原型圖矩陣，獲得LDPC碼校驗矩陣。
11.一種編碼設備，其特徵在於，包括編碼單元，用於根據擴展的原型圖矩陣對待發送的信息序列進行編碼，得到校驗序列；打孔單元，用於對所述校驗序列進行打孔，根據所述信息序列和對校驗序列打孔後剩下的比特，生成碼字比特序列；其中，所述擴展的原型圖矩陣包括將LDPC碼原型圖鄰接矩陣中的子矩陣a、b、c、t和 e中的每個元素擴展成1行1列的矩陣後得到子矩陣a1、b1、c1、t1和e1，和，根據預定的子矩陣d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中一步恢復節點的個數和循環移位量，將子矩陣 d中的各非0元素擴展成1行1列的矩陣後所得到的子矩陣d1 ；其中，預定的子矩陣d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中一步恢復節點的個數和循環移位量是根據環長最大化、近似最短環路(ACE)最大化和信噪比門限最小化中一個條件得到的，其中，預定的子矩陣d中的非0元素所對應的擴展矩陣中一步恢復節點是指所述擴展矩陣中行重為1的行所在的列對應的可選打孔節點；其中，所述LDPC碼原型圖鄰接矩陣是m行η列的矩陣，所述LDPC碼原型圖鄰接矩陣中的子矩陣a為m2行k列的矩陣，子矩陣b為m2行Hi1列的矩陣，子矩陣t為m2行m2列的矩陣；子矩陣c為Hi1行k列的矩陣，子矩陣d為Hi1行Hi1列的對角矩陣，子矩陣t為m2行m2列的矩陣；子矩陣e為零矩陣；其中，k是信息節點的個數，Hi1是預打孔節點的個數，η是變量節點的個數，m是校驗節點的個數，m = mi+m2 ；η = m2+mi+k ；所述子矩陣d的起始行和所述子矩陣e的起始行在所述LDPC碼原型圖鄰接矩陣的同一行；LDPC碼原型圖鄰接矩陣中子矩陣d所在的列對應預打孔節點。
12.根據權利要求11所述的設備，其特徵在於，將子矩陣d中的非0元素Cli擴展成1行1列的矩陣<是利用如下公式擴展的
13.根據權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述編碼單元，用於根據擴展的原型圖矩陣所對應的LDPC碼校驗矩陣，利用公SP1 = D-1Cw,對待發送的信息序列w進行編碼，得到第一校驗序列P1 ；利用公式P2 = Γ1 (A^BP1) 和所得到的第一校驗序列P1和所述信息序列w，得到第二校驗序列P2 ；其中，A、B、C、D、T是 LDPC碼校驗矩陣中的子矩陣，所述A、B、C、D、T分別為子矩陣aklAckd1和t1擴展後的矩陣。
14.根據權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述編碼單元，用於根據擴展的原型圖矩陣，利用公式P1 = (cOW對待發送的信息序列w進行編碼，得到第一校驗序列P1，利用公式P2 = (t1)-1 (BVb1P1)和所得到的第一校驗序列P1和所述信息序列w，得到第二校驗序列P2。
15.一種解碼設備，其特徵在於，包括接收單元，用於通過信道接收比特信息，所接收的比特信息包括信息比特的信息以及校驗比特的信息；恢復單元，用於利用所接收的比特信息，根據擴展的原型圖矩陣恢復被打掉的校驗比特信息；解碼單元，用於利用所恢復出的校驗比特信息和所接收的比特信息，根據擴展的原型圖矩陣對信息比特的信息進行解碼，得到信息序列；其中，所述擴展的原型圖矩陣包括將LDPC碼原型圖鄰接矩陣中的子矩陣a、b、c、t和e 中的每個元素擴展成1行1列的矩陣後得到子矩陣a1、b1、c1、和e1，和，根據預定的子矩陣 d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中一步恢復節點的個數和循環移位量，將子矩陣d中的各非0元素擴展成1行1列的矩陣後所得到的子矩陣d1 ；其中，預定的子矩陣d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中一步恢復節點的個數和循環移位量是根據環長最大化、近似最短環路ACE最大化和信噪比門限最小化中一個條件得到的，其中，預定的子矩陣d中的非0元素所對應的擴展矩陣中一步恢復節點是指所述擴展矩陣中行重為1的行所在的列對應的可選打孔節點；其中，所述LDPC碼原型圖鄰接矩陣是m行η列的矩陣，所述LDPC碼原型圖鄰接矩陣中的子矩陣a為m2行k列的矩陣，子矩陣b為m2行Hi1列的矩陣，子矩陣t為m2行m2列的矩陣；子矩陣c為Hi1行k列的矩陣，子矩陣d為Hi1行Hi1列的對角矩陣，子矩陣t為m2行m2列的矩陣；子矩陣e為零矩陣；其中，k是信息節點的個數，Hi1是預打孔節點的個數，η是變量節點的個數，m是校驗節點的個數，m = mi+m2 ；η = m2+mi+k ；所述子矩陣d的起始行和所述子矩陣e的起始行在所述LDPC碼原型圖鄰接矩陣的同一行；LDPC碼原型圖鄰接矩陣中子矩陣d所在的列對應預打孔節點。
16.根據權利要求15所述的設備，其特徵在於，將子矩陣d中的非0元素Cli擴展成1行1列的矩陣<是利用如下公式擴展的
17.一種矩陣構造設備，其特徵在於，包括 原型圖鄰接矩陣獲取單元，用於獲取LDPC碼原型圖鄰接矩陣； 第一擴展單元，用於分別將LDPC碼原型圖鄰接矩陣中的子矩陣a、b、c、t和e中的每卜元素擴展成1行1列的矩陣，得到子矩陣a^lAc1、—和e1 ；第二擴展單元，用於根據預定的子矩陣d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中的一步恢復節點的個數和循環移位量，將子矩陣d中的各非0元素擴展成1行1列的矩陣，得到擴展的子矩陣d1 ；其中，預定的子矩陣d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中的一步恢復節點的個數和循環移位量是根據環長最大化、近似最短環路ACE最大化和信噪比門限最小化中一個條件得到的，其中，預定的子矩陣d中的非0元素所對應的擴展矩陣中的一步恢復節點是指所述擴展矩陣中行重為1的行所在的列所對應的可選打孔節點。
18.根據權利要求17所述的方法，其特徵在於，所述第二擴展單元，用於根據預定的子矩陣d中的非0元素Cli所對應的擴展矩陣中一步恢復節點的個數^和循環移位量Si，利用如下公式將非0元素Cli擴展成1行1列的矩
19.根據權利要求17所述的方法，其特徵在於，該設備還包括 第三擴展單元，用於根據第一擴展單元和第二擴展單元的擴展結果，獲得LDPC碼校驗矩陣。
全文摘要
本發明實施例提供一種矩陣構造方法及設備、編解碼方法及設備，其中，編碼方法包括根據擴展的原型圖矩陣對信息序列進行編碼，得到校驗序列；對所述校驗序列進行打孔；根據所述信息序列和對校驗序列打孔後剩下的比特，生成碼字比特序列；其中，擴展的原型圖矩陣包括將LDPC碼原型圖鄰接矩陣中的子矩陣a、b、c、t和e擴展得到的子矩陣al、bl、cl、tl和el，和，根據預定的子矩陣d中的各非0元素所對應的擴展矩陣中一步恢復節點的個數和循環移位量，將子矩陣d中的各非0元素擴展成l行l列的矩陣後所得到的子矩陣dl。使用本發明實施例提供的技術方案，能利用一步解碼迭代恢復出的被打掉的比特數目就比較多，提高了解碼性能。
文檔編號H03M13/11GK102571103SQ20101059891
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月21日 優先權日2010年12月21日
發明者邊日茂, 金光淳, 金瑩, 魏嶽軍 申請人:華為技術有限公司