專利名稱：Ldpc碼構(gòu)造方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信與電子系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種LDPC碼構(gòu)造方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，在構(gòu)造LDPC碼的方法中，主要分確定性和隨機(jī)性兩種方式，傳統(tǒng)的構(gòu)造LDPC碼技術(shù)，典型的有Gallager LDPC碼構(gòu)造法和Mackay LDPC碼構(gòu)造法。Gallager LDPC碼構(gòu)造法主要是由確定的方式構(gòu)造正則校驗(yàn)矩陣(如單位陣)，將該矩陣的所有排列組合形成一系列正則子矩陣，再將這些正則子矩陣組合成所需的校驗(yàn)矩陣，這是一種隨機(jī)正則LDPC碼。Mackay LDPC碼構(gòu)造法是一種直接構(gòu)造LDPC碼校驗(yàn)矩陣的技術(shù)，這種技術(shù)產(chǎn)生隨機(jī)碼，在保證校驗(yàn)矩陣的列是等重的條件下，使行重量盡可能相等，是一種準(zhǔn)正則碼。對(duì)于構(gòu)造LDPC碼來(lái)說(shuō)，LDPC碼性能的好壞可以直接影響到LDPC碼譯碼的性能，會(huì)直接影響到譯碼中誤碼率的大小，圍長(zhǎng)是所有環(huán)中有最小邊數(shù)的環(huán)長(zhǎng)，其是評(píng)估LDPC碼的一個(gè)重要指標(biāo)，是影響譯碼性能的一個(gè)重要因素，因而構(gòu)造大圍長(zhǎng)的LDPC碼很重要。傳統(tǒng)的構(gòu)造LDPC碼技術(shù)中，確定性方式構(gòu)造出來(lái)的LDPC碼的結(jié)果比較單一，實(shí)用性差；而隨機(jī)構(gòu)造的LDPC碼容易出現(xiàn)小圍長(zhǎng)的碼，LDPC碼的性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)的構(gòu)造LDPC碼技術(shù)構(gòu)造出來(lái)的LDPC碼實(shí)用性差、性能較差的問(wèn)題，提供一種LDPC碼構(gòu)造方法和裝置。一種LDPC碼構(gòu)造方法，包括如下步驟基于置換群理論對(duì)基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群；根據(jù)設(shè)定的LDPC碼的適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算所述矩陣種群的各個(gè)矩陣個(gè)體的適應(yīng)度；根據(jù)每個(gè)矩陣個(gè)體的適應(yīng)度從所述矩陣種群中選擇矩陣個(gè)體；對(duì)所述選擇的矩陣個(gè)體進(jìn)行交叉和變異處理，獲得最優(yōu)矩陣個(gè)體；對(duì)所述最優(yōu)矩陣個(gè)體進(jìn)行解碼獲得LDPC碼。一種LDPC碼構(gòu)造裝置，包括置換單元，用于基于置換群理論對(duì)基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群；適應(yīng)度計(jì)算單元，用于根據(jù)設(shè)定的LDPC碼的適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算所述矩陣種群的各個(gè)矩陣個(gè)體的適應(yīng)度；個(gè)體選擇單元，用于根據(jù)每個(gè)矩陣個(gè)體的適應(yīng)度從所述矩陣種群中選擇矩陣個(gè)體；交叉和變異單元，用于對(duì)所述選擇的矩陣個(gè)體進(jìn)行交叉和變異處理，獲得最優(yōu)矩陣個(gè)體；解碼單元，用于對(duì)所述最優(yōu)矩陣個(gè)體進(jìn)行解碼獲得LDPC碼。上述LDPC碼構(gòu)造方法和裝置，基于置換群的技術(shù)，根據(jù)基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣隨機(jī)構(gòu)造矩陣種群，可以構(gòu)造任意碼率的LDPC碼，實(shí)用性強(qiáng)；同時(shí)，利用遺傳算法優(yōu)勝劣汰的特性，通過(guò)對(duì)矩陣種群中的矩陣個(gè)體的交叉和變異，并最終收斂到性能較優(yōu)的矩陣種群，進(jìn)而選擇出最優(yōu)矩陣個(gè)體，獲得大圍長(zhǎng)的性能優(yōu)異的LDPC碼。


圖I為一個(gè)實(shí)施例的LDPC碼構(gòu)造方法流程圖；圖2為迭代處理一個(gè)應(yīng)用實(shí)例的流程圖；圖3為一個(gè)實(shí)施例的LDPC碼構(gòu)造裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的LDPC碼構(gòu)造方法的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)描述，圖I示出了一個(gè)實(shí)施例的LDPC碼構(gòu)造方法流程圖，主要包括如下步驟
應(yīng)度;
S100，基于置換群理論對(duì)基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群；
S200，根據(jù)設(shè)定的LDPC碼的適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算所述矩陣種群的各個(gè)矩陣個(gè)體的適
S300，根據(jù)每個(gè)矩陣個(gè)體的適應(yīng)度從所述矩陣種群中選擇矩陣個(gè)體；
S400，對(duì)所述選擇的矩陣個(gè)體進(jìn)行交叉和變異處理，獲得最優(yōu)矩陣個(gè)體；
S500，對(duì)所述最優(yōu)矩陣個(gè)體進(jìn)行解碼獲得LDPC碼。本發(fā)明的LDPC碼構(gòu)造方法，根據(jù)基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣隨機(jī)構(gòu)造矩陣種群，并利用遺傳算法優(yōu)勝劣汰的特性，根據(jù)適應(yīng)度和選擇原則選擇矩陣個(gè)體，以及對(duì)選擇的矩陣個(gè)體進(jìn)行交叉和變異，并最終收斂到性能較優(yōu)的矩陣種群，然后再?gòu)木仃嚪N群中選擇出最優(yōu)矩陣個(gè)體，對(duì)其進(jìn)行解碼后，即可獲得大圍長(zhǎng)的性能優(yōu)異的信道糾錯(cuò)碼中的LDPC碼。為了更清晰本發(fā)明的LDPC碼構(gòu)造方法，下面闡述較佳實(shí)施例。對(duì)于步驟S100，主要是利用改進(jìn)的遺傳算法來(lái)構(gòu)造，算法首先初始化，產(chǎn)生初始化的矩陣種群，所述的初始化，給定的輸入條件是校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m，信息節(jié)點(diǎn)n，以及信息節(jié)點(diǎn)的度分布。假設(shè)度分布序列為((^d2，…，dn)，初始化種群時(shí)用下述步驟產(chǎn)生(a)根據(jù)輸入條件設(shè)置一個(gè)合法的基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣；具體的，所述輸入條件是校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m，信息節(jié)點(diǎn)η以及信息節(jié)點(diǎn)的度分布，采用該輸入條件可以構(gòu)造任意碼率的性能優(yōu)異的LDPC碼；對(duì)于設(shè)置的基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣，例如，構(gòu)建基礎(chǔ)矩陣Htl
權(quán)利要求
1.一種LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，包括如下步驟基于置換群理論對(duì)基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群；根據(jù)設(shè)定的LDPC碼的適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算所述矩陣種群的各個(gè)矩陣個(gè)體的適應(yīng)度；根據(jù)每個(gè)矩陣個(gè)體的適應(yīng)度從所述矩陣種群中選擇矩陣個(gè)體；對(duì)所述選擇的矩陣個(gè)體進(jìn)行交叉和變異處理，獲得最優(yōu)矩陣個(gè)體；對(duì)所述最優(yōu)矩陣個(gè)體進(jìn)行解碼獲得LDPC碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述基于置換群理論對(duì)基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群步驟包括根據(jù)輸入條件設(shè)置一個(gè)合法的基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣；基于置換群理論對(duì)所述基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣進(jìn)行編碼獲得矩陣個(gè)體；將所述矩陣個(gè)體進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述適應(yīng)度函數(shù)為f= a c+ β式中，c為圍長(zhǎng)的大小，a，β均為常數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述對(duì)所述選擇的矩陣個(gè)體進(jìn)行交叉和變異處理步驟包括利用置換群相乘的交叉方式對(duì)所述選擇的矩陣個(gè)體進(jìn)行交叉操作，獲得若干個(gè)新的矩陣個(gè)體；利用置換群相乘的變異方式對(duì)所述新的矩陣個(gè)體進(jìn)行變異處理；將所述變異處理后的矩陣個(gè)體加入到所述矩陣種群中進(jìn)行迭代處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述利用置換群相乘的變異方式對(duì)所述新的矩陣個(gè)體進(jìn)行變異處理步驟包括通過(guò)設(shè)置置換群的左乘以一個(gè)隨機(jī)奇置換來(lái)進(jìn)行矩陣個(gè)體的變異。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LDPC碼構(gòu)造方法，其特征在于，所述迭代處理步驟包括將新加入到矩陣種群的矩陣個(gè)體取代適應(yīng)度最小的若干個(gè)矩陣個(gè)體；在設(shè)定的迭代次數(shù)內(nèi)，從所述矩陣種群中選擇矩陣個(gè)體，并對(duì)所述選擇的矩陣個(gè)體進(jìn)行交叉和變異處理；在達(dá)到最大的迭代次數(shù)時(shí)，選擇適應(yīng)度最大的矩陣個(gè)體作為最優(yōu)矩陣個(gè)體進(jìn)行輸出。
7.一種LDPC碼構(gòu)造裝置，其特征在于，包括置換單元，用于基于置換群理論對(duì)基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群；適應(yīng)度計(jì)算單元，用于根據(jù)設(shè)定的LDPC碼的適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算所述矩陣種群的各個(gè)矩陣個(gè)體的適應(yīng)度；個(gè)體選擇單元，用于根據(jù)每個(gè)矩陣個(gè)體的適應(yīng)度從所述矩陣種群中選擇矩陣個(gè)體；交叉和變異單元，用于對(duì)所述選擇的矩陣個(gè)體進(jìn)行交叉和變異處理，獲得最優(yōu)矩陣個(gè)體；解碼單元，用于對(duì)所述最優(yōu)矩陣個(gè)體進(jìn)行解碼獲得LDPC碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LDPC碼構(gòu)造裝置，其特征在于，所述置換單元包括矩陣設(shè)置模塊，用于根據(jù)輸入條件設(shè)置一個(gè)合法的基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣；矩陣編碼模塊，用于基于置換群理論對(duì)所述基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣進(jìn)行編碼獲得矩陣個(gè)體；種群生成模塊，用于將所述矩陣個(gè)體進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LDPC碼構(gòu)造裝置，其特征在于，所述交叉和變異單元包括交叉操作模塊，用于利用置換群相乘的交叉方式對(duì)所述選擇的矩陣個(gè)體進(jìn)行交叉操作，獲得若干個(gè)新的矩陣個(gè)體；變異操作模塊，用于利用置換群相乘的變異方式對(duì)所述新的矩陣個(gè)體進(jìn)行變異處理；迭代模塊，用于將所述變異處理后的矩陣個(gè)體加入到所述矩陣種群中進(jìn)行迭代處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LDPC碼構(gòu)造裝置，其特征在于，所述迭代模塊進(jìn)一步用于將新加入到矩陣種群的矩陣個(gè)體取代適應(yīng)度最小的若干個(gè)矩陣個(gè)體；在設(shè)定的迭代次數(shù)內(nèi)，從所述矩陣種群中選擇矩陣個(gè)體，并對(duì)所述選擇的矩陣個(gè)體進(jìn)行交叉和變異處理；在達(dá)到最大的迭代次數(shù)時(shí)，選擇適應(yīng)度最大的矩陣個(gè)體作為最優(yōu)矩陣個(gè)體進(jìn)行輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種LDPC碼構(gòu)造方法，包括步驟基于置換群理論對(duì)基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣進(jìn)行隨機(jī)置換獲得矩陣種群；根據(jù)設(shè)定的LDPC碼的適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算所述矩陣種群的各個(gè)矩陣個(gè)體的適應(yīng)度；根據(jù)每個(gè)矩陣個(gè)體的適應(yīng)度從矩陣種群中選擇矩陣個(gè)體；對(duì)選擇的矩陣個(gè)體進(jìn)行交叉和變異處理，獲得最優(yōu)矩陣個(gè)體；對(duì)所述最優(yōu)矩陣個(gè)體進(jìn)行解碼獲得LDPC碼。本發(fā)明還提供一種LDPC碼構(gòu)造裝置，本發(fā)明的技術(shù)，基于置換群的技術(shù)，根據(jù)基礎(chǔ)校驗(yàn)矩陣隨機(jī)構(gòu)造矩陣種群，可以構(gòu)造任意碼率的LDPC碼，實(shí)用性強(qiáng)；同時(shí)，利用遺傳算法優(yōu)勝劣汰的特性，通過(guò)對(duì)矩陣種群中的矩陣個(gè)體的交叉和變異，并最終收斂到性能較優(yōu)的矩陣種群，進(jìn)而選擇出最優(yōu)矩陣個(gè)體，獲得大圍長(zhǎng)的性能優(yōu)異的LDPC碼。
文檔編號(hào)H03M13/11GK102916705SQ201210362228
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者李炯城, 李桂愉, 肖恒輝, 陳運(yùn)動(dòng), 賴志堅(jiān) 申請(qǐng)人:廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司