一种ldpc结构、码字及对应的编码器、解码器和编码方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种LDPC码字及使用该码字的编码器、解码器、对应的编码方法，更 具体地说，涉及一种S-IRALDPC码字及对应的编码器、解码器和编码方法。
【背景技术】
[0002] 低密度奇偶校验码字（LowdensityParityCheck,LDPC)根据其结构主要可W分 为两类，一类是随机的码字，最经典的当属MacKay码，他还有专口的网页给出他的各种码 字（MacKayl999)巧ichardson2001) (Luby2001)巧ichardsonand化banke2001);另外一类 是基于代数组合结构（Combinatorial)来设计的码字。随机码字能够非常好的逼近香农极 限，但是由于'r分布的随机性，导致编码器的设计和译码器的设计并不具有并行或者规律 性可行，所W不适合需要具备一定吞吐量系统，因此也就没有被广泛应用了。
[0003] 而基于代数组合结构的码字的出现很好的解决了该方面的问题，该其中，有一类 基于有限域（FiniteGeometry)设计的码字具有很好的性能（Y.KouandS.Lin2001)，但是 该类码字的缺点是由于其H矩阵密度比较高(大的行重列重)，所W当使用基于置信传播的 一类算法时，复杂度非常高。而另一类准循环码字（Quasi-cyclicLDPC，QC-LDPC)是一类非 常重要的基于代数组合构造的码字。QC-LDPC码字主要的构造是基于准循环的单位子矩阵。 (J.L.化112000)巧.M.Tanner2001)化M.化11]16'2001) (T. 0kamura2003HR.M.Tanner2004) 该种准循环的单位子矩阵结构非常适合实现并行操作的硬件，比如实现并行度大、进而高 吞吐率的译码器。传统的该种QC-LDPC码字尽管适合并行度高的译码器实现，提高了吞吐 率，但是通过逆向方法得到了QC结构的生成矩阵可能并不稀疏，或者就算稀疏，其用生成 矩阵来编码得到校验比特并不是显然的，要通过求线性方程组来获得，因此传统的QC-LDPC 码字的编码器还是相对复杂的。为了解决该个问题，学者化ang和Ryan首先提出的结构 化的重复累积码（Struc1:uredIrregularRepeatAc州mulatorcode,S-IRA)LDPC码字 狂hangandRyan2006)，该结构在适合高并行译码器的实现的同时，可WW非常简便高效 的方法来完成编码。该种码字结构有如下特点，信息比特所对应的矩阵部分由准循环子矩 阵组成，而校验比特所对应的矩阵部分是由双对角阵组成的。
[0004]目前S-IRA码字已经被广泛应用在各大通信标准中，主要包括，欧洲第二代 数字广播电视传输标准DVB系列巧TSI, 2006,DVBT22009,DVB-C22009,DVB-NG肥012);I邸E802.lln无线局域网标准（IE邸802.Iln2009) ;1邸E802.lie无线广域网标准 (IE邸802. 16e2006);中国数字电视地面传输标准值TTB)佑820600-2006);移动多媒体广 播（CMMB2006);北美CCSDS的近地深空通信系统（CCSDS2007) 及一些磁盘存储设备的标 准等等。从整个国际范围数字通信领域的发展态势来看，还会有更多的标准正在或将来会 用到LDPC码字。
[0005] 从目前已经提交的标准中，特别是商业上非常成功的DVBT2、DVBS2标准，W及 最近才定下标准并且商业上有广阔前景的DVB-NGH标准（2012年底定稿）来看，其使用的 S-IRA码字所对应的校验矩阵主要使用的结构如下：
[0006]
[0007] 其中Hi是信息比特对应的矩阵部分，0是对Hi的一个某种形式的行变换，而P是 校验比特对应的矩阵部分。
[0008] 而：
[0009]
【主权项】
1. 一种S-IRA结构的LDPC码字，其特征在于，所述LDPC码字的结构为： H = 「1 .丨1，其中H/为信息比特矩阵，P'是校验比特矩阵，是对所述校 验比特矩阵做行变换，其中： 所述信息比特矩阵H/包括多个循环子矩阵Pu,每一个所述循环子矩阵只能是单位 循环偏移矩阵或全零矩阵。
2. 如权利要求1所述的一种S-IRA结构的LDPC码字，其特征在于，所述信息比特矩阵 为m行X n-m列的矩阵：
3. 如权利要求1所述的一种S-IRA结构的LDPC码字，其特征在于，所述校验比特矩阵 P'为m行Xm列的矩阵：
其主对角线和次对角线上均为1其余位置为0。
4. 一种LDPC编码器，所述LDPC编码器采用如权利要求1所述的一种S-IRA结构的 LDPC码字。
5. 如权利要求4所述的LDPC编码器，其特征在于，所述信息比特矩阵为m行Xn-m列 的矩阵：
6. 如权利要求4所述的LDPC编码器，其特征在于，所述校验比特矩阵P'为m行Xm 列的矩阵：
其主对角线和次对角线上均为1，其余位置为0。
7. -种LDPC解码器，所述LDPC解码器采用如权利要求1所述的一种S-IRA结构的 LDPC码字。
8. 如权利要求7所述的LDPC解码器，其特征在于，所述信息比特矩阵为m行Xn-m列 的矩阵：
9. 如权利要求4所述的LDPC解码器，其特征在于，所述校验比特矩阵P'为n^fXm 列的矩阵：
其主对角线和次对角线上均为1，其余位置为0。
10. -种如权利要求1所述S-IRA结构的LDPC码字的编码方法，其特征在于，包括以下 步骤： 获得信息比特 U。，I1, i2, i3, i4, i5,...，; 初始化校验比特Pq=O, P1=O, P2=〇, P3=〇,...，Pm-l=〇 ; 将每一个校验比特Pk以及与其相连的信息比特做模2和，k = 0,1,2…m-1,并做如下 重新排列， > _ > _ > _ > _ PiQ - Pi > PiQ+1 - Pi+q，PiQ+2 - Pi+2q > PiQ+3 - Pi+3q， > _ > _ _ PiQ+4 - Pi+4q，? ? ?，PiQ+Q-1 - Pi+(Q-l)q，
11. 一种LDPC码的编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
验矩阵中与h所关联的信息比特；yj是信息比特^^的序号，根据如下公式得到：
其中，q=360, m=25920, X表示参与奇偶校验比特累加的信息比特的地址，X的表为： 码表：码率 9/15m=25920,码长 n=64800
12. -种LDPC编码器，其特征在于，所述编码器包括：
信息比特的序号，根据如下公式得到：
其中，q=360, m=25920, X表示参与奇偶校验比特累加的信息比特的地址，X的表为： 码表：码率 9/15m=25920,码长 n=64800
【专利摘要】本发明揭示了一种新型的结构化的重复累积型（S-IRA）的LDPC码字、对应的编码器、解码器及编码方法，其码字的结构为H1′为信息比特矩阵，P′是校验比特矩阵，P′是对所述校验比特矩阵做行变换，其中信息比特矩阵H1′包括多个循环子矩阵pi,j，每一个循环子矩阵只能是单位循环偏移矩阵或全零矩阵。采用了本发明的技术方案，通过大量仿真模拟，找出了比现有技术更适用于HSS译码算法的一种LDPC码字的信息比特矩阵结构，以及使用这种LDPC码的编码器、解码器，提升了LDPC码字的性能。另外，本发明开公开了一种对应上述S-IRA结构的编码方法、编码器。
【IPC分类】H03M13-11
【公开号】CN104821830
【申请号】CN201410044741
【发明人】张文军, 管云峰, 何大治, 徐胤, 史毅俊, 夏平建, 王尧
【申请人】上海数字电视国家工程研究中心有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2014年2月5日