一种全局耦合低密度奇偶校验码的编码方法与流程

技术特征：
1.一种全局耦合低密度奇偶校验码的编码方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、构建全局耦合ldpc码的基矩阵；s2、将基矩阵进行扩展置换和掩膜处理，得到全局耦合ldpc码的校验矩阵；s3、采用全局耦合ldpc码的校验矩阵进行编码。2.根据权利要求1所述的全局耦合低密度奇偶校验码的编码方法，其特征在于，步骤s1的具体方法包括以下子步骤：s1-1、确定素数q与扩展因子z＝q-1＝r
×
l，取有限域gf(q)上的本原元α，获取本原元α的幂的集合{α0＝1,α,α2,...,α
q-2
}；其中r和l均为常数；s1-2、将本原元α的幂的集合对素数q取模后减1，得到z
×
z的母矩阵b0：s1-3、将母矩阵b0拆分成r
×
r个维度为l
×
l的子矩阵，并任取其中一个维度为l
×
l的子矩阵，将该l
×
l的子矩阵从上到下、从左到右取出m
×
n个元素组成矩阵b
local
；其中m≤l，n≤l；s1-4、将矩阵b
local
所在l
×
(r
×
l)矩阵除去用作矩阵b
local
的1
×
l向量以外的部分作为向量集合m；从向量集合m中取出s
×
r个不同的1
×
l向量，对每个取出的1
×
l向量从左到右取出1
×
n个元素，得到维度为s
×
(r
×
n)的矩阵b
global
；即矩阵b
global
包含s
×
r个不同的1
×
n向量；其中s为常数；s1-5、将r个矩阵b
local
放置在对角线位置，将其余位置以0补充，得到本地矩阵s1-6、在本地矩阵的最下端耦合上矩阵b
global
，得到全局耦合ldpc码的基矩阵b
gc
：其中b
global1
表示矩阵b
global
中的第一个子矩阵；b
globalr
表示矩阵b
global
中的第r个子矩阵，矩阵b
global
中每个子矩阵的大小均为s
×
n。3.根据权利要求2所述的全局耦合低密度奇偶校验码的编码方法，其特征在于，步骤s1-1中r的取值为2≤r≤4。4.根据权利要求3所述的全局耦合低密度奇偶校验码的编码方法，其特征在于，步骤s2
的具体方法包括以下子步骤：s2-1、对当前的基矩阵b
gc
进行扩展置换：逐个将当前的基矩阵b
gc
中的元素替换成z
×
z单位矩阵根据元素系数值循环右移后的置换矩阵，得到矩阵h；s2-2、获取矩阵h中需求逆的子矩阵；s2-3、判断需求逆的子矩阵是否满秩，若是则将矩阵h作为全局耦合ldpc码的校验矩阵其中矩阵h1由b
local
中的元素替换成z
×
z单位矩阵根据元素系数值循环右移后的置换矩阵得到，矩阵h
r 1
由b
globalr
中的元素替换成z
×
z单位矩阵根据元素系数值循环右移后的置换矩阵得到；否则进入步骤s2-4；s2-4、获取并将矩阵h中需求逆但未满秩的子矩阵所对应的基矩阵b
gc
的子矩阵作为待掩膜矩阵；s2-5、随机生成矩阵b
mask
对待掩膜矩阵进行掩膜操作，得到新的基矩阵b
gc
，返回步骤s2-1。5.根据权利要求4所述的全局耦合低密度奇偶校验码的编码方法，其特征在于，步骤s3的具体方法包括以下子步骤：s3-1、将矩阵h1从左至右进行拆分，得到一个子矩阵h
a
和一个最大方形子矩阵h
b
；将子矩阵h
a
左右拆分成列数分别为n-m-s和s的子矩阵h
m
和h
n
；即h1＝[h
m
,h
n
,h
b
]；s3-2、将矩阵h
r 1
从左到右进行拆分，得到列数分别为n-m-s和s的子矩阵h
j
和矩阵h
k
，以及一个最大方形子矩阵h
v
；即h
r 1
＝[h
j
,h
k
,h
v
]；s3-3、将待编码信息序列分成r份，分别表示为s1,s2,...,s
r
；其中前r-1份待编码信息序列的比特长度均为(n-m)
×
(z)，第r份待编码信息序列的比特长度为(n-m-s)
×
(z)；s3-4、将r份待编码信息序列按照h
gc
·
c
t
＝0的展开式，与拆分得到的子矩阵作乘加运算，得到校验序列p1,p2,...,p
r-1
,p
r1
,p
r2
；其中c为待获取的编码序列c＝[c1,c2,...,c
r
]，c
r
为待获取的编码子序列；(
·
)
t
表示矩阵的转置；s3-5、以[[s1,p1],[s2,p2],...,[s
r-1
,p
r-1
],[s
r
,p
r1
,p
r2
]]的形式进行拼接，得到编码序列c，完成编码。6.根据权利要求5所述的全局耦合低密度奇偶校验码的编码方法，其特征在于，步骤s3-4的具体方法为：当r＝2时，根据公式：获取校验序列p1,p
21
,p
22
；其中编码子序列c1＝[s1,p1]，编码子序列c2＝[s2,p
21
,p
22
]；当r＝3时，根据公式：
获取校验序列p1,p2,p
31
,p
32
；其中编码子序列c1＝[s1,p1]，编码子序列c2＝[s2,p2]，编码子序列c3＝[s3,p
31
,p
32
]；当r＝4时，根据公式：获取校验序列p1,p2,p3,p
41
,p
42
；其中编码子序列c1＝[s1,p1]，编码子序列c2＝[s2,p2]，编码子序列c3＝[s3,p3]，编码子序列c4＝[s4,p
41
,p
42
]。

技术总结
本发明公开了一种全局耦合低密度奇偶校验码的编码方法，其包括以下步骤：S1、构建全局耦合LDPC码的基矩阵；S2、将基矩阵进行扩展置换和掩膜处理，得到全局耦合LDPC码的校验矩阵；S3、采用全局耦合LDPC码的校验矩阵进行编码。本发明提升了存储器、光通信等高速信道下的传输可靠性，且易于工程化实现，具有低硬件成本和高硬件吞吐量的优势。成本和高硬件吞吐量的优势。成本和高硬件吞吐量的优势。


技术研发人员：包滨豪 管武 梁利平 任万春
受保护的技术使用者：包滨豪
技术研发日：2021.12.21
技术公布日：2022/4/5