Ldpc碼的編碼方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及編碼方法領域，特別涉及一種LDPC碼的編碼方法。
【背景技術】
[0002] 低密度奇偶校驗碼字（Low density Parity Check, LDPC)根據其結構主要可以分 為兩類，一類是隨機的碼字，最經典的當屬MacKay碼，他還有專門的網頁給出他的各種碼 字（MacKay 1999) (Richardson2001) (Luby 2001) (Richardson and Urbanke 2001);另外 一類是基于代數組合結構（Combinatorial)來設計的碼字。隨機碼字能夠非常好的逼近香 農極限，但是由于' Γ分布的隨機性，導致編碼器的設計和譯碼器的設計并不具有并行或者 規律性可遵循，所以不適合需要具備一定吞吐量系統，因此也就沒有被廣泛應用了。
[0003] 而基于結構化的LDPC碼字的出現很好的解決了這方面的問題，這其中，有一類基 于有限域（Finite Geometry)設計的碼字具有很好的性能（Y. Kou and S. Lin 2001)，但是 這類碼字的缺點是由于其H矩陣密度比較高（大的行重列重），所以當使用基于置信傳播的 一類算法時，復雜度非常高。而另一類準循環碼字（Quasi-cyclic LDPC，QC-LDPC)是一類 非常重要的基于代數組合構造的碼字。QC-LDPC碼字主要的構造是基于準循環的單位子矩 陣。（J. L. Fan2000) (R. M. Tanner 2001) (R. M. Tanner 2001) (T. Okamura 2003) (R. M. Tanner 2004)這種準循環的單位子矩陣結構非常適合實現并行操作的硬件，比如譯碼實現并行度 大、進而高吞吐率的譯碼器。傳統的這種QC-LDPC碼字盡管適合并行度高的譯碼器實現，提 高了吞吐率，但是通過逆向方法得到了 QC結構的生成矩陣可能并不稀疏，或者就算稀疏， 其用生成矩陣來編碼得到校驗比特并不是顯然的，要通過求線性方程組來獲得，因此傳統 的QC-LDPC碼字的編碼器還是相對復雜的。為了解決這個問題，學者Zhang和Ryan首先提 出的結構化的重復累積碼（Structured Irregular Repeat Accumulator code，S-IRA) LDPC 碼字（Zhang and Ryan 2006)，該結構在適合高并行譯碼器的實現的同時，可以以非常簡便 商效的方法來完成編碼。
[0004] 該種碼字結構有如下特點，信息比特所對應的矩陣部分由準循環子矩陣組成，而 校驗比特所對應的矩陣部分是由雙對角陣組成的。
[0005] 目前S-IRA碼字已經被廣泛應用在各大通信標準中，主要包括，歐洲第二代數字 廣播電視傳輸標準 DVB 系列（ETSI，2006，DVBT22009，DVB-C22009，DVB-NGH 2012) ;IEEE 802. Iln無線局域網標準（IEEE 802. Iln 2009) ;IEEE802. lie無線廣域網標準（IEEE 802. 16e2006);中國數字電視地面傳輸標準（DTTB) (GB20600-2006);移動多媒體廣播 (CMMB 2006);北美CCSDS的近地深空通信系統（CCSDS2007);以及一些磁盤存儲設備的標 準等等。
[0006] 分析現在最新標準中所采用的結構化的重復累加碼，我們發現在中高碼率，該種 類的LDPC碼字可以借助于密度進化理論或者外信息圖（EXIT)來設計，并展現出逼近香濃 限的性能。但是在低碼率，比如1/5,1/4,1/3,1/2等碼率，采用結構化的重復累加結構并 不能很好的逼近香濃限。
【發明內容】
[0007] 本發明解決的問題是現有技術中，采用結構化的重復累加結構并不能很好的逼近 香濃限。
[0008] 為解決上述問題，本發明實施例提供一種LDPC碼的編碼方法，包括如下步驟：
[0009] 基于信源編碼后的比特流得到LDPC矩陣中的信息比特，并設定所述LDPC矩陣中 校驗部分的大小以及循環子陣的大小；其中，所述校驗部分包括第一校驗部分和第二校驗 部分；
[0010] 初始化所述校驗部分所對應的各校驗比特；
[0011] 依照所述循環子陣的大小將所述信息比特進行分組以得到多個信息比特組，其中 每個信息比特組對應預設碼表中的一行校驗比特地址；
[0012] 將各個信息比特組中的第一個信息比特與預設碼表中對應的一行校驗比特地址 依照第一累加方式對校驗比特進行處理，并將各個信息比特組中的其他信息比特根據對應 的校驗比特地址依照第二累加方式對校驗比特進行處理，以得到經過累加處理后的校驗部 分；
[0013] 針對經過累加處理后的校驗部分中屬于第一校驗部分的校驗比特依照第一處理 方式進行處理，以得到編碼后的第一校驗部分；將編碼后的第一校驗部分按照循環子陣的 大小進行分組，以得到多個校驗比特組，其中每個校驗比特組對應預設碼表中屬于所述第 二校驗部分的一行校驗比特地址；
[0014] 將各個校驗比特組中的第一個校驗比特與預設碼表中屬于所述第二校驗部分的 一行校驗比特地址依照第一累加方式對第二校驗部分進行處理，并將各個校驗比特組中的 其他校驗比特對第二校驗部分的該行校驗比特地址依照第二累加方式對該第二校驗比特 部分進行處理，以得到編碼后的第二校驗部分；
[0015] 基于所述編碼后的第一校驗部分和編碼后的第二校驗部分組成編碼后的校驗部 分。
[0016] 可選的，所述信息比特的個數為K、所述循環子陣的大小為q*q ;所述依照所述循 環子陣的大小將所述信息比特進行分組以得到多個信息比特組包括：設置所述信息比特為 I = ( λ。，λ . . .，λ K D ;將所述信息比特按順序以q個比特為一組進行分組以得到多個信 息比特組。
[0017] 可選的，所述將各個信息比特組中的第一個信息比特與預設碼表中對應的一行校 驗比特地址依照第一累加方式對校驗比特進行處理包括：
[0018] 依序將每個信息比特組中的第一個信息比特分別對預設碼表中對應行數字為地 址的校驗比特進行模2累加處理。
[0019] 可選的，所述將各個校驗比特組中的第一個校驗比特與預設碼表中屬于所述第二 校驗部分的一行校驗比特地址依照第一累加方式對第二校驗部分進行處理包括：
[0020] 依序將每個校驗比特組中的第一個校驗比特分別對預設碼表中對應行數字為地 址的屬于第二校驗部分的校驗比特進行模2累加處理。
[0021] 可選的，所述將各個信息比特組中的其他信息比特與預設碼表依照第二累加方式 進行處理包括：
[0022] 將每個信息比特組中的其他信息比特分別對按照yl為地址的校驗比特進行累加 處理，其中，y 1的表達式為：
[0024] 其中，Xl是指與每個信息比特組中第一個信息比特相關的校驗比特對應的地址、 Q1為第一校驗的大小與循環矩陣的大小的比值、Q2為第二校驗部分的大小與循環矩陣的大 小的比值、Ml表示第一校驗部分的校驗比特的數目、M2表示第二校驗部分的校驗比特的數 目、i表示信息比特組中除了第一個信息比特之外的信息比特的序號，序號的數值范圍為1 至Ij q_l之間。
[0025] 可選的，所述將各個校驗比特組中的其他校驗比特根據對應的校驗比特地址依照 第二累加方式對第二校驗比特部分進行處理包括：
[0026] 將每個校驗比特組中的其他校驗比特分別對按照y2為地址的校驗比特進行累加 處理，其中，y 2的表達式為：
[0028] 其中，x2是指與每個校驗比特組中第一個校驗比特相關的校驗比特對應的地址、 Q1為第一校驗部分的大小與循環矩陣的大小的比值、Q2為第二校驗部分的大小與循環矩陣 的大小的比值、Ml表示第一校驗部分的校驗比特的數目（大小）、M2表示第二校驗部分的 校驗比特的數目（大小）、i表示每個校驗比特組中除了第一個校驗比特（序號為0)之外 的校驗比特的序號，序號的數值范圍為1到q-Ι之間。
[0029] 可選的，所述預設碼表的碼率為1/3 ;碼長η = 57600 ;信息比特k = 19200,校驗 部分的大小m = 38400,其中第一校驗部分的大小為Ml = 1280、第二校驗部分的大小為M2 =37120 ;循環矩陣的大小q = 320 ;Q1 = Ml/q = 4 ;Q2 = M2/q = 116。該預設碼表為：
[0030]
[0036] 其中，屬于所述第二校驗比特部分的校驗比特地址為所述預設碼表中的最后Ql 行，其中Ql根據第一校驗部分的大小與循環矩陣的大小的比值來確定。
[0037] 可選的，所述針對經過累加處理后的校驗部分中屬于第一校驗部分的校驗比特依 照第一處理方式進行處理，以得到編碼后的第一校驗部分是指：
[0038] 對于經過累加處理后的校驗部分中屬于第一校驗部分的校驗比特依照公式進行 處理。
[0039] 與現有技術相比，本發明技術方案具有以下有益效果：
[0040] 通過大量仿真模擬，發現本發明實施例提出的低碼率的碼字具有比現有最新標準 中的同碼率碼字更接近香濃限的性能。
【附圖說明】
[0041] 圖1是本發明的一種LDPC碼的編碼方法的【具體實施方式】的流程示意圖；
【具體實施方式】 [0042]
[0043] 發明人發現現有技術中，采用結構化的重復累加結構并不能很好的逼近香濃限。
[0044] 針對上述問題，發明人經過研究，提供了一種LDPC碼的編碼方法，通過大量仿真 模擬，發現本發明實施例提出的低碼率的碼字具有比現有最新標準中的同碼率碼字更接近 香濃限的性能。
[0045] 為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明 的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0046] 如圖