CN101227193A - 一种低密度校验码的编解码装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低密度校验码编解码装置和方法，用以实现数据传输。该装置包含LDPC编码器；穿孔/重复图样生成装置，用于根据穿孔/重复序列表生成穿孔或重复图样，穿孔/重复序列表标识了穿孔或重复LDPC编码器编码后码字的变量节点的顺序；穿孔/重复装置，其用于根据穿孔/重复图样生成装置生成的穿孔或重复图样对LDPC编码器编码后的码字进行穿孔或重复；改变码率后码字的解码器，用于对改变码率后的码字进行译码。本发明能够有效地提高编解码性能，且适用于任何方法构造的LDPC码，包括规则码和非规则码，能够产生任意码率的编译码。

Description

一种低密度校验码的编解码装置和方法

技术领域

本发明涉及通信中的数字传输时的纠错技术和编解码技术，特别涉及一种低密度校验码的纠错编解码装置和方法。

背景技术

低密度校验(Low-Density Parity Check-LDPC)码是一种具有很强的纠错抗干扰能力的码组，性能优于Turbo码，具有较大的灵活性和较低的差错平底特性(Error Floors)，描述简单，对严格理论分析具有可验证性，译码复杂度低于Turbo码，且可实现完全的并行操作，硬件复杂度低，因而适合硬件实现，吞吐量大，极具高速译码能力。和Turbo码相比，LDPC码在良好的距离性、低复杂度和高并行性译码方法上都显示了其更优越的性能。因此，广泛认为LDPC码可作为下一代通信网的纠错码。新的欧洲卫星广播***DVB-S2，同样采用由LDPC码和BCH码组成的级联码。

LDPC码是一种线性分组码，是通过校验矩阵H来定义的，H为稀疏矩阵，即校验矩阵中只有数量很少的元素为“1”，大部分都是“0”。Gallager最早给出了规则LDPC码的定义，具体来讲规则LDPC码的校验矩阵H满足下面的三个条件：

(1)、H的每列有j个“1”；

(2)、H的每行有k个“1”，k≥3；

(3)、与码长和H矩阵的行数相比，k和j都很小。

LDPC的编码就是构造校验矩阵。k称为行重，j称为列重，如果每列的列重都相等和每行的行重都相等，则称LDPC码为规则码，否则，为非规则码。

在通信***中，由于不同的业务有不同的服务质量(Quality of Service-QoS)要求，而且信道状态具有时变特性，所以在传输过程中需要根据信道状态以及信源信息中业务类型的不同对信道编码的保护程度做实时的调整，以达到期望的重建质量，这样就需要一种速率兼容的纠错编码技术。以使编码速率自适应于网络带宽和误码变化。

对于LDPC的多码率研究也有很多，但大多方法集中在校验矩阵的改变上，该类方法对编码端和译码端的改变都比较大，整体复杂度较高。有一些方法利用对传输的码字进行穿孔的方式实现，诸如文献1(J.Ha，J.Kim，and S.W.McLaughlin，“Rate-compatible puncturing of low-densityparity-check codes”，IEEE Trans.Inf.Theory，vol.IT-50，no.11，pp.2824-2836，Nov.2004.)、文献2(J.Ha and S.W.McLaughlin，“Optimalpuncturing distributions for rate-compatible low-density parity-check codes”，in Proc.Int.Symp.Information Theory，Yokohama，Japan，Jun/Jul.2003，p.233.)和文献3(“Optimal puncturing of irregular low-density parity-checkcodes”，in Proc.IEEE Int.Conf.Communications，Anchorage，AK，May 2003，pp.3110-3114.)针对非规则LDPC码提出了一种基于度分布的穿孔方法，然而，这些方法较适合于无限长的码组，对中等长度的码组先前的研究一般是任意选择，采用这种随机选择会使得在一定的码率下LDPC码的性能损失较大，也许会造成一些个别码字不能恢复。

发明内容

本发明目的是提高编解码性能，从而提供一种低密度校验码的编解码装置和方法。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种低密度校验码的编码装置，包括：

LDPC编码器，用于对信源传输的数据进行低密度校验码编码；

穿孔/重复图样生成装置，用于根据穿孔/重复序列表生成穿孔或重复图样，其中穿孔/重复序列表标识了穿孔或重复LDPC编码器编码后码字的变量节点的顺序；

穿孔/重复装置，其用于根据穿孔/重复图样生成装置生成的穿孔或重复图样对LDPC编码器编码后的码字进行穿孔或重复。

上述编码装置中，包括穿孔/重复序列表计算装置，其用于根据变量节点对码字恢复的影响程度计算穿孔/重复序列表。

上述编码装置中，变量节点对码字恢复的影响程度是与该码字变量节点连接的校验节点度数相联系的。

上述编码装置中，穿孔/重复序列表计算装置采用离线方式计算穿孔/重复序列表。

上述编码装置中，包括：

穿孔/重复图样生成装置，用于根据最优度分布和所述穿孔/重复序列表生成穿孔/重复图样；

其中，最优度分布表示了每个码字在不同码率下变量节点的最优的度数分布。

上述编码装置中，包括最优度分布计算装置，用于基于密度进化算法计算最优度分布。

上述编码装置中，最优度分布计算装置采用离线方式计算所述最优度分布。

根据本发明的另一方面，提供了一种对应于上述的编码装置的低密度校验码解码装置，包括LDPC解码器，其用于根据穿孔/重复图样生成装置生成的穿孔图样进行解码。

上述解码装置中，LDPC解码器在减小码率时，LDPC解码器首先计算后验概率，然后根据穿孔/重复图样生成装置生成的穿孔/重复图样进行解码。

上述解码装置中，LDPC解码器通过把重复的码字根据功率比进行码字融合来计算后验概率。

根据本发明的又一方面，提供了一种数据传输***，包括上述编码装置和上述解码装置。

根据本发明的又一方面，提供了一种低密度校验码的编码方法，包含如下步骤：

首先，对信源传输的数据进行低密度校验码编码；

然后，根据穿孔/重复序列表生成穿孔/重复图样，其中穿孔/重复序列表标识了穿孔或重复编码后码字的变量节点的顺序；

根据穿孔/重复图样对编码后码字进行穿孔或重复。

上述编码方法，包括根据变量节点对码字恢复的影响程度计算所述穿孔/重复序列表。

上述编码方法，变量节点对码字恢复的影响程度是与该变量节点连接的校验节点度数相联系的。

上述编码方法，采用离线方式计算所述穿孔/重复序列表。

上述编码方法，计算所述穿孔/重复序列表包括如下步骤：

1)初始化所述穿孔/重复序列表为空集P；

2)从变量节点集合V随机选择一个变量节点i，将所述变量节点i并入P中，从校验节点集合C中去除与i相连的校验节点r_ix，从V中删除与所述校验节点r_ix相连的变量节点；

3)重复步骤2)，直到V为空集，然后V＝V\P；

4)如果V是空集，则得到穿孔/重复序列表P，如果不是空集，则返回到步骤2)。

上述编码方法，根据最优度分布和所述穿孔/重复序列表生成穿孔/重复图样；

其中，所述最优度分布表示每个码字在不同码率下变量节点的最优的度数分布。

上述编码方法，基于密度进化算法计算所述最优度分布。

上述编码方法，采用离线方式计算所述最优度分布。

上述编码方法，根据穿孔/重复序列表生成穿孔/重复图样，具体包括如下步骤：

根据期望的码率计算期望的码长；

计算母码码长与所述期望的码长的差值p；

从所述穿孔/重复序列表中选择前p个元素，标识为1，其余元素为0，得到穿孔/重复图样。

根据本发明的又一方面，提供一种低密度校验码解码方法，根据穿孔/重复图样进行解码。

上述解码方法，在减小码率时，首先计算后验概率，然后根据穿孔/重复图样进行解码。

上述解码方法，通过把重复的码字根据功率比进行码字融合来计算后验概率。

根据本发明的又一方面，提供一种数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据本发明优选实施例的编码方法进行编码；

根据本发明优选实施例的解码方法进行解码。

与现有技术相比，本发明能够达到如下技术效果：

本发明能够有效地提高编解码性能。在减少码字的时候，穿孔一些码字使得对码字的性能影响较小，而在增加码字时，增加一些码字使得码字的性能有较大的提高。在不改变校验矩阵、增加较少编解码部件的情况下，能够获得任意LDPC码字的任意码率的编译码，包括规则码和非规则码。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：

图1是基于最优度分布的多码率生成方法的***结构图。

图2是本发明的任意码率生成***结构图。

图3是本发明的最优度分布表生成示意图。

图4是本发明的穿孔(重复)序列表生成示意图。

图5是本发明的规则码编码***示意图。

图6是本发明的非规则码编码***示意图。

具体实施方式

假设一个LDPC的码率r为 $r=\frac{k}{n},$ k为信息位的长度，n为码长，则m＝n-k为校验位的长度。k个信息位用i＝[i₁，i₂，…i_k]表示，经过基本的LDPC码编码后得到C＝[c₁，c₂，…c_n]的码字向量，即C＝i·G，G为生成矩阵，这时，可以根据信道的状态以及所传输数据的类型来调整编码的冗余度，以达到一定的性能要求。如果信道状态较差或传输的数据比较重要需要增加保护程度，则可以增加冗余度，减小码率；如果信道状态较好或传输的数据次重要，则可以减小冗余度，增大码率。在同样信道条件下，可以用密度进化算法来设计一种不规则的LDPC码。

在无限循环的假设成立的情况下，密度进化算法可以通过图表节点跟踪消息所有可能的密度函数，通常，在度数分布和信噪比限制的条件下，对信道门限或者对码率进行最优化。信道门限是信道参数的值，如果迭代的次数趋向于无穷，则高于这个值的概率趋向于0。最优化就是要尽量降低门限或是尽量提高码率。

LDPC码的最优化可以适用于各种类型的信道，而且已经证明在以下的信道中是有效的解决方案：

部分响应信道(具有高斯分布特性)；

频率选择性衰落(OFDM)(具有高斯分布特性)；

多访问信道和联合多用户检测；

联合AWGN和类似瑞利衰落信道(具有高斯分布特性)；

高效带宽调制；

最小频移键控调制；

OFDM多载波调制中的MIMO多输入，多输出信道。

利用密度进化算法，可以求得具有确定度分布函数的LDPC码能够实现可靠传输的渐进阈值，反过来，也可以利用密度进化算法来优化LDPC码的度分布设计，从而获得具有更大渐进阈值的度分布函数。

基于以上理论，文献1、2和3提出一种基于最优度分布的多码率生成***，其中最优度分布表示了码字每个变量节点的最优的度数。图1是该方法的传输***结构图，该结构主要适合于非规则LDPC码。该***发射端一个信源100的数据经过一个LDPC编码器102后，通过穿孔装置104穿孔后得到期望的编码码率，再通过调制器106后，经过信道108发射到接收端，接收端包括解调器110，LDPC解码器112以及信宿114。码率计算装置120接收从信源发送来的信源信息，表明该信源数据需要的保护需求，同时码率计算装置120还接收从接收端反馈回来的信道状态信息，该信道状态信息用来反映信道108的特性以及质量信息。码率计算装置120综合信源信息和信道状态信息，计算编码速率以满足数据的传输需求。LDPC编码的多码率的产生具体是由最优度分布计算装置118得到该码率下的最优度分布，然后穿孔图样生成装置122随机生成各个度数下的穿孔图样，依据穿孔图样进行穿孔来实现的。在解码端解码也是根据穿孔图样来实现。在此现有技术中，采用随机选择得到的穿孔图样会使得在一定的码率下LDPC码的性能损失较大，也许会造成一些个别码字不能恢复。

本发明根据变量节点对码字恢复的影响程度来选择穿孔顺序。根据密度进化算法，对于变量节点度数为d_v，校验节点度数为d_c的规则码，变量节点消息均值m_u的更新规则如公式1所示：

$m_u^{\left(l\right)}={\mathrm{\φ}}^{-1}\{1-{[1-\mathrm{\φ}(m_{u0}+(d_v-1)m_u^{(l-1)})]}^{d_c-1}\}$ 公式1

其中：m_u0是变量节点消息均值的初始值；

m_u ^(l-1)是第l-1次迭代得到的变量节点消息均值；

m_u ^(l)是第l次迭代得到的变量节点消息均值；

$\mathrm{\φ}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}1-\frac{1}{\sqrt{4\mathrm{\πx}}}\∫\tanh \frac{u}{2}{e}^{-\frac{{(u-x)}^2}{4x}}\mathrm{du}& x>0\\ 1& x=0\end{array}\right..$

由于φ(x)是一个递减函数，并且0≤φ(x)≤1，由上式可以看出， $0\≤1-\mathrm{\φ}(m_{u0}+(d_v-1)m_u^{(l-1)})\≤1,$ 所以d_c越大，则 ${[1-\mathrm{\φ}(m_{u0}+(d_v-1)m_u^{(l-1)})]}^{d_c-1}$ 越小，则 $\{1-{[1-\mathrm{\φ}(m_{u0}+(d_v-1)m_u^{(l-1)})]}^{d_c-1}\}$ 越大，由于φ(x)是连续单调递减的，结果m_u ^(l)越小，所以在选择穿孔顺序时，应该优先选择与度数大的校验节点相连的变量节点。虽然上面以高斯信道为例得出这个结论，但是这个结论也同样适用于其它信道模型。

基于现有技术和上述理论分析，本发明提出了一种低密度校验码的编解码装置，如图2所示。本***中，任意码率的编码的产生具体是由穿孔/重复序列表224、穿孔/重复图样生成装置222和穿孔/重复装置204来实现，速率可变码字的解码是由解码器212根据穿孔/重复图样来实现。根据码率计算装置220得到的码率和穿孔/重复序列表224生成该码率下的穿孔或重复图样，其中穿孔/重复序列表根据与变量节点相连的校验节点的度数而得到，并代表了穿孔或重复变量节点的顺序。对于非规则码，每个节点度数不同。通过码率计算获得合适的码率后，可以根据一个预先设定的度和穿孔/重复序列表224生成该码率下的穿孔或重复图样，优选地，增加最优度分布表218，再根据该码率下的最优度分布生成穿孔或重复图样，如图中虚线所示。上述的重复是应用于减小码率的情况。

图3是本发明的最优度分布表计算示意图。由于计算最优度分布的复杂度比较高，需要花费较长的时间，而且对一个给定的LDPC码，它的各个码率下的最优度分布是固定的，可以提前计算出来的，所以除了采用基于密度进化算法在码字传输过程中进行在线计算的方式，本发明优选地采用最优度分布计算装置301对给定LDPC码的最优度分布提前进行离线计算，这样可以在传输过程中直接查询获得，减少延时。

图4是本发明的穿孔/重复序列表计算示意图。与最优度分布表计算同样的原因，本发明对一个给定的LDPC码除了采用在码字传输过程中在线计算穿孔/重复序列表的方式，优选地，穿孔/重复序列表通过穿孔/重复序列表计算装置403提前离线计算，在传输时直接查询，减少延时。

图5是本发明规则码编码端结构图。一个信源500的数据传输到LDPC编码器502后，码率计算装置520根据数据源的类型和信道状态计算出应该保护的编码速率，编码器502对信源500的数据进行LDPC编码。如果是增大码率的情况，则根据码率计算装置520计算的码率和穿孔序列表524，穿孔/重复生成装置522生成相应的穿孔图样，然后对编码后的码字根据穿孔图样522进行穿孔并传输，如果穿孔图样中码字标识为1的就不传，标识为0的就传输到信道。如果是减小码率的情况，则根据码率计算装置520计算的码率和重复序列表524，穿孔/重复图样生成装置522生成相应的重复图样。如果重复图样中码字标识为1的就重复传输，标识为0的就不重复传输。

图6是本发明非规则码编码端结构图。一个信源600的数据传输到LDPC编码器602后，码率计算装置620根据数据源的类型和信道状态计算出应该保护的编码速率，编码器602对来自信源600的数据进行LDPC编码。然后根据码率计算装置620的码率查找该码率下的最优度分布618。如果是增大码率的情况，根据各个度数下的穿孔序列表624，穿孔/重复图样生成装置622生成该码率下的穿孔图样，最后对编码后的码字根据穿孔图样进行穿孔并传输，如果穿孔图样中码字标识为1的就不传，标识为0的就传输到信道。如果是减小码率的情况，根据各个度数下的重复序列表624，穿孔/重复图样生成装置622生成该码率下的重复图样622。如果重复图样中码字标识为1的就重复传输，标识为0的就不重复传输。

下面分别详述本发明所涉及部件功能的实现步骤。

码率计算装置是根据反馈回来的信道状态，例如信道噪声参数σ，和信源要传输的业务类型，计算出满足所要求的重建质量条件下信道至少应该提供的保护程度，也就是信道编码码率r。一般情况下，信源数据根据业务不同具有不同的传输要求，信源的传输要求也就是传输必须保证的最低误码率要求，记为P_se。信道编码的误码率P_e为信道信噪比与码率的函数，即P_e＝f(r，σ)，所以为保证信源的要求，应该使得P_e≤P_se。而信道编码在不同的码率和信噪比条件下，所能达到的误码率也不同。对于LDPC码在不同码率和不同信噪比下的误码率P_e，计算起来复杂度比较大，可以首先通过仿真得到不同码率和不同信噪比下各个P_e，存储到一个查找表中，传输时，为了达到实时性可以通过查表根据P_e来获得相应的码率r。

对于规则码穿孔/重复序列表的计算步骤如下：

设定一个规则的LDPC(n，j，k)码，n为码长，j为变量节点度数，k为校验节点度数。

步骤1：初始化，设定集合：V＝{1，2，…，n}代表可供选择的变量节点序号的集合，C＝{1，2，…，m}代表校验节点序号的集合，集合P表示已经选择的变量节点序号的集合，也就是穿孔/重复序列表，初始化为空集。

步骤2：从V中随机选择一个变量节点序号i，将序号i并入集合P中，即P＝P∪{i}，与变量节点i相连的校验节点序号的集合为R_i，从集合C中去除集合R_i中的元素，即C＝C\R_i，同时，对应于R_i中的每一个元素r_ix，与校验节点r_ix相连的变量节点的集合为S_ix，将S_ix从集合V中去除，即V＝V\S_ix。

步骤3：重复步骤2，直到V为空集，然后将V＝{1，2，…，n}\P。

步骤4：如果V为空集，则得到集合P，结束；如果不是空集，则返回到步骤2。

规则码增大码率时，得到的P即为穿孔序列表；减小码率时，得到的P即为重复序列表。

对于规则码增大码率情况，穿孔/重复图样生成装置生成穿孔图样的方法如下：LDPC母码的码率为 $r=\frac{n-m}{n},$ 根据上面的步骤得到穿孔序列表P

后，如果要达到的码率为r_p，则此时码长是

通过计算

得到穿孔的数量，其中p为需要穿孔的个数，从集合P中选择前p个元素，标识为1，这些元素将不传输，剩余的元素标识为0并进行传输。在此形成的由1和0组成的数字序列即是穿孔图样。

对于规则码减小码率情况，穿孔/重复图样生成装置生成重复图样的方法如下：LDPC母码的码率为 $r=\frac{n-m}{n},$ 根据上面的步骤得到重复序列表P后，如果要达到的码率为r_p，则此时码长是

通过计算

得到重复的数量，其中p为需要重复的码字个数，从集合P中选择前p个元素，标识为1并跟随在原来基本码字后重复传输，其余的元素标识为0。在此形成的由1和0组成的数字序列即是重复图样。

非规则码改变码率除了涉及上文所述的码率计算，还涉及到与规则码不同的穿孔/重复序列表计算。对于非规则码计算穿孔/重复序列表的步骤如下：

步骤1：初始化：设定集合：V＝{1，2，…，n}代表可供选择的变量节点序号，C＝{1，2，…，m}代表校验节点序号的集合，集合P1，P2，…Pd_v表示在每个度数下已经选择的变量节点序号的集合，也即穿孔或重复序列表，都初始化为空集。

步骤2：随机选择一个变量节点v，如果节点v的度数为i，则将v并入集合Pi中，即Pi＝Pi∪{v}，与变量节点v相连的校验节点序号的集合为R_v，从集合C中去除集合R_v中的元素，即C＝C\R_v，同时，对应于R_v中的每一个元素r_vx，与校验节点r_vx相连的变量节点的集合为S_vx，将S_vx从集合V中去除，即V＝V\S_vx。

步骤3：重复步骤2，直到V为空集，然后将V＝{1，2，…，n}\(P1∪P2∪…∪Pd_v)。

步骤4：如果V为空集，则得到所有度数下的穿孔或重复序列表P1，P2，…Pd_v，结束；如果不是空集，则返回到步骤2。

对于非规则码增大码率的情况，P1，P2，…Pd_v是穿孔序列表，对于非规则码减小码率的情况，P1，P2，…Pd_v是重复序列表。

对于非规则码增大码率的情况，即LDPC母码的码率为 $r=\frac{n-m}{n},$ 所需码率为r_p，其中r_p＞r。当码率为r_p时，根据最优度分布，计算各个度数所需要穿孔的变量节点个数，p_i＝V_i×δ_i，p_i为度数为i的变量节点所需要穿孔的个数，V_i为度数为i的变量节点的总的个数，δ_i为度数为i的变量节点穿孔的比例。根据每个度数下需要穿孔的个数，从穿孔序列表P1，P2，…Pd_v中各自选择所需要穿孔的比特，则穿孔/重复图样生成装置生成了该码率下的穿孔图样。

与非规则码增大码率的情况类似，对于非规则码减小码率的情况，即LDPC母码的码率为 $r=\frac{n-m}{n},$ 所需码率为r_r，其中r_r＜r。当码率为r_r时，根据最优度分布计算各个度数下所需要重复的变量节点个数，p_i＝V_i×γ_i，p_i为度数为i的变量节点所需要重复的个数，V_i为度数为i的变量节点的总的个数，γ_i为度数为i的变量节点重复的比例。根据每个度数下所需要重复的个数p_i，从重复序列表P1，P2，…Pd_v中各自选择所需要重复的比特，则穿孔/重复图样生成装置生成了该码率下的重复图样。

对于减小码率的情况，增大了冗余度，有一些码字重复传输。对于减小码率后的码字译码，LDPC解码器首先把重复的码字根据功率比进行码手融合。下面以在高斯信道(AWGN)传输为例进行描述，但本发明并不局限于AWGN，其它信道同样类推。第i位码字需要传输两次，第一次传输时信道噪声为σ₁ ⁱ，第二次传输时信道噪声为σ₂ ⁱ，则第一次传输的后验概率为 $L\left(u_1^i\right)=2y_1^i/{\left({\mathrm{\σ}}_1^i\right)}^2,$ 则第二次传输的后验概率为 $L\left(u_2^i\right)=2y_2^i/{\left({\mathrm{\σ}}_2^i\right)}^2,$ 则最后总的后验概率为 $L\left(u_i\right)=({\mathrm{\σ}}_2^i/({\mathrm{\σ}}_1^i+{\mathrm{\σ}}_2^i))(2y_1^i/{\left({\mathrm{\σ}}_1^i\right)}^2)+({\mathrm{\σ}}_1^i/({\mathrm{\σ}}_1^i+{\mathrm{\σ}}_2^i))(2y_2^i/{\left({\mathrm{\σ}}_2^i\right)}^2).$ 然后采用置信传播算法(BP)译码。

应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

Claims (24)

1.一种低密度校验码的编码装置，其特征在于，所述装置包括：

LDPC编码器，用于对信源传输的数据进行低密度校验码编码；

穿孔/重复图样生成装置，用于根据穿孔/重复序列表生成穿孔或重复图样，其中所述穿孔/重复序列表标识了穿孔或重复所述LDPC编码器编码后码字的变量节点的顺序；

穿孔/重复装置，其用于根据穿孔/重复图样生成装置生成的穿孔或重复图样对所述LDPC编码器编码后的码字进行穿孔或重复。

2.根据权利要求1所述的编码装置，其特征在于，包括穿孔/重复序列表计算装置，其用于根据变量节点对码字恢复的影响程度计算所述穿孔/重复序列表。

3.根据权利要求2所述的编码装置，其特征在于，所述变量节点对码字恢复的影响程度是与所述变量节点连接的校验节点度数相联系的。

4.根据权利要求2所述的编码装置，其特征在于，所述穿孔/重复序列表计算装置采用离线方式计算所述穿孔/重复序列表。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的编码装置，其特征在于，包括：

穿孔/重复图样生成装置，用于根据最优度分布和所述穿孔/重复序列表生成穿孔/重复图样；

其中，所述最优度分布表示了每个码字在不同码率下变量节点的最优的度数分布。

6.根据权利要求5所述的编码装置，其特征在于，包括最优度分布计算装置，用于基于密度进化算法计算所述最优度分布。

7.根据权利要求6所述的编码装置，其特征在于，所述最优度分布计算装置采用离线方式计算所述最优度分布。

8.一种对应于权利要求1所述的编码装置的低密度校验码解码装置，其特征在于，所述解码装置包括LDPC解码器，其用于根据所述穿孔/重复图样生成装置生成的穿孔图样进行解码。

9.根据权利要求8所述的解码装置，其特征在于，所述LDPC解码器在减小码率时，LDPC解码器首先计算后验概率，然后根据所述穿孔/重复图样生成装置生成的穿孔/重复图样进行解码。

10.根据权利要求9所述的解码装置，其特征在于，所述LDPC解码器通过把重复的码字根据功率比进行码字融合来计算所述后验概率。

11.一种数据传输***，其特征在于，包括根据权利要求1所述的编码装置和根据权利要求8所述的解码装置。

12.一种低密度校验码的编码方法，包含如下步骤：

首先，对信源传输的数据进行低密度校验码编码；

然后，根据穿孔/重复序列表生成穿孔/重复图样，其中所述穿孔/重复序列表标识了穿孔或重复编码后码字的变量节点的顺序；

根据所述穿孔/重复图样对所述编码后码字进行穿孔或重复。

13.根据权利要求12所述的编码方法，其特征在于，包括根据变量节点对码字恢复的影响程度计算所述穿孔/重复序列表。

14.根据权利要求13所述的编码方法，其特征在于，所述变量节点对码字恢复的影响程度是与所述变量节点连接的校验节点度数相联系的。

15.根据权利要求13所述的编码方法，其特征在于，采用离线方式计算所述穿孔/重复序列表。

16.根据权利要求15所述的编码方法，其特征在于，计算所述穿孔/重复序列表包括如下步骤：

1)初始化所述穿孔/重复序列表为空集P；

2)从变量节点集合V随机选择一个变量节点i，将所述变量节点i并入P中，从校验节点集合C中去除与I相连的校验节点r_ix，从V中删除与所述校验节点r_ix相连的变量节点；

3)重复步骤2)，直到V为空集，然后V＝V\P；

4)如果V是空集，则得到穿孔/重复序列表P，如果不是空集，则返回到步骤2)。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的编码方法，其特征在于，根据最优度分布和所述穿孔/重复序列表生成穿孔/重复图样；

其中，所述最优度分布表示每个码字在不同码率下变量节点的最优的度数分布。

18.根据权利要求17所述的编码方法，其特征在于，基于密度进化算法计算所述最优度分布。

19.根据权利要求18所述的编码方法，其特征在于，采用离线方式计算所述最优度分布。

20.根据权利要求12所述的编码方法，其特征在于，所述根据穿孔/重复序列表生成穿孔/重复图样，具体包括如下步骤：

根据期望的码率计算期望的码长；

计算母码码长与所述期望的码长的差值p；

从所述穿孔/重复序列表中选择前p个元素，标识为1，其余元素为0，得到穿孔/重复图样。

21.一种对应于权利要求12所述的编码方法的低密度校验码解码方法，其特征在于，根据所述穿孔/重复图样进行解码。

22.根据权利要求21所述的解码方法，其特征在于，在减小码率时，首先计算后验概率，然后根据所述穿孔/重复图样进行解码。

23.根据权利要求22所述的解码方法，其特征在于，通过把重复的码字根据功率比进行码字融合来计算所述后验概率。

24.一种数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据权利要求12所述的编码方法进行编码；

根据权利要求21所述的解码方法进行解码。

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