專利名稱：利用向量行分組的結(jié)構(gòu)化ldpc設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及編碼和解碼數(shù)據(jù)，具體說，涉及一種利用低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼來編碼和解碼數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
正如美國專利申請(qǐng)序列號(hào)10/839995(該申請(qǐng)結(jié)合于此供參考)所公開的，低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼是通過奇偶校驗(yàn)矩陣H規(guī)定的線性區(qū)塊碼(linear block code)。一般而言，LDPC碼是在伽羅華域GF (q)上定義的，q彡2。如果q = 2，該碼就是二進(jìn)制碼。所有的線性區(qū)塊碼可以被描述成k位信息向量Sixk與編碼生成矩陣Gkxn的乘積，用以產(chǎn)生η-位碼字Xixn，其中編碼率為r = k/n。該碼字X通過噪聲信道來傳輸，并且所接收的信號(hào)向量y傳遞給解碼器以估算該信息向量slxk。給定一個(gè)η維空間，G的各行擴(kuò)張成k維碼字子空間C，并且奇偶校驗(yàn)矩陣Hmxn的各行擴(kuò)張成m維對(duì)偶空間C'其中m = n-k。由于x = sG并且GHt = O,因此對(duì)于子空間C中的所有碼字，可得到xHT = 0，其中“T” (或“T”)表示矩陣的轉(zhuǎn)置。在LDPC碼的討論中，這通常寫成Hxt = Ot,(I)其中O 是全零行向量,并且碼字 X = [s P] = [s。，S1, , Sh, p0, P1, , Pm_J ,其中Pci,. . . ,Pnrl是奇偶校驗(yàn)位；而s0,. . . , Sk^1是系統(tǒng)位(systematic bit),等于該信息向量中的信息位。對(duì)于LDPC碼，H中的非零項(xiàng)的密度很低，即H中的I所占的百分比很小，與使用高密度H相比，具有較好的糾錯(cuò)性能和較簡單的解碼。奇偶校驗(yàn)矩陣也可以用二分圖(bipartite graph)來描述。二分圖不僅是編碼的圖解描述，而且也是解碼器的模型。在這種二分圖中，碼字位(H的每列)用左側(cè)的變量結(jié)點(diǎn)表示，而每個(gè)奇偶校驗(yàn)方程(H的每行)用右側(cè)的校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)表示。每個(gè)變量結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于H的列，而每個(gè)校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于H的行，因此“變量結(jié)點(diǎn)”和H的“列”是可互指的，“校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)”和H的“行”也是可互指的。變量結(jié)點(diǎn)只與校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)連接，并且校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)只與變量結(jié)點(diǎn)連接。對(duì)于具有η個(gè)碼字位和m個(gè)奇偶位的編碼，如果碼字位i參與了校驗(yàn)方程j，變量結(jié)點(diǎn)Vi通過圖中某個(gè)邊連接至校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)Cj，i=0,1, ... ,n-1, j = 0,1, ... ,m-l0也就是說，如果該奇偶校驗(yàn)矩陣H中的項(xiàng)Iiji是1，則變量結(jié)點(diǎn)i連接于校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)j。鏡像方程(I)，如果所有的校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)具有偶的奇偶性，該變量結(jié)點(diǎn)表示有效的碼字。下面示出一個(gè)例子，來說明奇偶校驗(yàn)矩陣、奇偶校驗(yàn)方程和二分圖之間的關(guān)系。令η = 12，1/2碼率的代碼由下面矩陣定義
權(quán)利要求
1.一種操作發(fā)送器的方法，該發(fā)送器根據(jù)當(dāng)前符號(hào)集S= (80,...,8^)生成奇偶校驗(yàn)位P = (Pd，...，Pm-)，該方法包括如下步驟 接收所述當(dāng)前符號(hào)集S = (Sci, . . . , Sk^1); 利用矩陣H確定所述奇偶校驗(yàn)位；以及 發(fā)送所述奇偶校驗(yàn)位和所述當(dāng)前符號(hào)集； 其中，H是經(jīng)由模型矩陣Hbm的基礎(chǔ)矩陣Hb的擴(kuò)展， 其中，Hb包括mb個(gè)行、區(qū)段Hbl和區(qū)段Hb2,并且Hb2包含具有權(quán)重Wh > = 3的列hb，其中，布置hb和Hbl中的1，使得形成Hbni中行的一個(gè)或多個(gè)組，在每個(gè)組中的Hbni的行不交叉， 其中，所述基礎(chǔ)矩陣Hb的各行可被置換以使得每兩個(gè)相繼的行不交叉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述一個(gè)或多個(gè)組中的行實(shí)際上是所述mb個(gè)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，其中存在Hbni中行的mb/q個(gè)組，每組具有q個(gè)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，還包括使用Hbm來確定所述奇偶校驗(yàn)位，其中，通過把Hb中的I替換為表示位移大小的非負(fù)整數(shù)并且把Hb中的O替換為-I而由Hb推導(dǎo)出Hbni,并且Hbni包括 -I 94 73 -I -I -I -I -I 55 83 -1-17 0 -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I 27 -I -I -I 22 79 9 -I -I -I 12 -I O O -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I 24 22 81 -I 33 -I -I -10-1-100 -I -I -I -I -I -I -I -I 61 -I 47 -I -I -I -I -I 65 25 -I -I -I -1-10 0 -I -I -I -I -I -I -I -I -I 39 -I -I -I 84 -I -I 41 72 -I -I -I -1-10 0 -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I 46 40 -I 82 -I -I -I 79 O -I -I -1-10 0 -I -I -I -I -I -I -I 95 53 -I -I -I -I -I 14 18 -I -I -I -I -I -1-10 0 -I -I -I -I -I 11 73 -I -I -I 2 -I -I 47 -I -I -I -I -I -I -I -1-10 0 -I -I -I 12 -I -I -I 83 24 -I 43 -I -I -I 51 -I -I -I -I -I -I -1-10 0 -I -I -I -I -I -I -I 94 -I 59 -I -I 70 72 -I -I -I -I -I -I -I -1-10 0 -I -I -I 7 65 -I -I -I -I 39 49 -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I -1-10 0 43 -I -I -I -I 66 -I 41 -I -I -I 26 7 -I -I -I -I -I -I -I -I -I -I O。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，所述模型矩陣Hbm的各行可被置換以使得每兩個(gè)相繼的行不交叉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中當(dāng)mb=12，對(duì)矩陣Hbm使用行置換
。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，所述多個(gè)組不具有相同的大小。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，在把基礎(chǔ)矩陣Hb擴(kuò)展成奇偶校驗(yàn)矩陣H時(shí)，對(duì)H'b2的每個(gè)列中的每個(gè)I使用相同的子矩陣，并且該擴(kuò)展對(duì)hb中的偶數(shù)個(gè)I使用成對(duì)的子矩陣。
9.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述子矩陣是zXz移位的單位矩陣。
10.一種設(shè)備，包括 存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)矩陣H ；以及 微處理器，用于接收信息塊s = (s0, SkJ，根據(jù)當(dāng)前符號(hào)集s = (s0, Sk^1)和所述矩陣H確定奇偶校驗(yàn)位P = (P0, . . .，Pnri)，并且發(fā)送所述奇偶校驗(yàn)位和所述當(dāng)前符號(hào)集， 其中，H是經(jīng)由模型矩陣Hbm的基礎(chǔ)矩陣Hb的擴(kuò)展， 其中，Hb包括mb個(gè)行、區(qū)段Hbl和區(qū)段Hb2,并且Hb2包含具有權(quán)重Wh > = 3的列hb，其中，布置hb和Hbl中的1，使得形成Hbni中行的一個(gè)或多個(gè)組，在每個(gè)組中的Hbni的行不交叉， 其中，所述基礎(chǔ)矩陣Hb的各行可被置換以使得每兩個(gè)相繼的行不交叉。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其中，所述模型矩陣Hbm的各行可被置換以使得每兩個(gè)相繼的行不交叉。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，所述一個(gè)或多個(gè)組不具有相同的大小。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，其中，在把基礎(chǔ)矩陣Hb擴(kuò)展成奇偶校驗(yàn)矩陣H時(shí)，對(duì)H'b2的每個(gè)列中的每個(gè)I使用相同的子矩陣，并且該擴(kuò)展對(duì)hb中的偶數(shù)個(gè)I使用成對(duì)的子矩陣。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述子矩陣是zXz移位的單位矩陣。
15.一種操作接收器的方法，該接收器估計(jì)信息塊s = (s0,SkJ，該方法包括如下步驟 接收信號(hào)向量； 根據(jù)所接收的信號(hào)向量和奇偶校驗(yàn)矩陣H來估計(jì)所述信息塊s = (s0, SkJ， 其中，H是經(jīng)由模型矩陣Hbm的基礎(chǔ)矩陣Hb的擴(kuò)展， 其中，Hb包括mb個(gè)行、區(qū)段Hbl和區(qū)段Hb2,并且Hb2包含具有權(quán)重Wh > = 3的列hb，其中，布置hb和Hbl中的1，使得形成Hbni中行的一個(gè)或多個(gè)組，在每個(gè)組中的Hbni的行不交叉， 其中，所述基礎(chǔ)矩陣Hb的各行可被置換以使得每兩個(gè)相繼的行不交叉。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中，所述模型矩陣Hbm的各行可被置換以使得每兩個(gè)相繼的行不交叉。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，所述一個(gè)或多個(gè)組不具有相同的大小。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中，在把基礎(chǔ)矩陣Hb擴(kuò)展成奇偶校驗(yàn)矩陣H時(shí)，對(duì)H'b2的每個(gè)列中的每個(gè)I使用相同的子矩陣，并且該擴(kuò)展對(duì)hb中的偶數(shù)個(gè)I使用成對(duì)的子矩陣。
19.一種設(shè)備,包括 存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)矩陣H ；以及 微處理器，用于接收信號(hào)向量并根據(jù)所接收的信號(hào)向量和所述矩陣H來估計(jì)信息塊S—(Sg J ... 7 Sji-I)， 其中，H是經(jīng)由模型矩陣Hbm的基礎(chǔ)矩陣Hb的擴(kuò)展， 其中，Hb包括mb個(gè)行、區(qū)段Hbl和區(qū)段Hb2,并且Hb2包含具有權(quán)重Wh > = 3的列hb，其中，布置hb和Hbl中的1，使得形成Hbni中行的一個(gè)或多個(gè)組，在每個(gè)組中的Hbni的行不交叉， 其中，所述基礎(chǔ)矩陣Hb的各行可被置換以使得每兩個(gè)相繼的行不交叉。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的設(shè)備，其中，所述模型矩陣Hbm的各行可被置換以使得每兩個(gè)相繼的行不交叉。
全文摘要
利用向量行分組的結(jié)構(gòu)化LDPC設(shè)計(jì)。建議了一種結(jié)構(gòu)化的奇偶校驗(yàn)矩陣H，其中H是基礎(chǔ)矩陣Hb的擴(kuò)展。基礎(chǔ)矩陣Hb包括區(qū)段Hb1和區(qū)段Hb2。區(qū)段Hb2包含具有權(quán)重wh＞＝3的列hb和具有雙對(duì)角結(jié)構(gòu)的H′b2，對(duì)于H′b2中在行i、列j的矩陣元素，當(dāng)i＝j(luò)時(shí)，該矩陣元素等于1，當(dāng)i＝j(luò)+1時(shí)，該矩陣元素等于1，在其他情況下，該矩陣元素等于0。布置hb和Hb1中的1，使得可形成mb/q個(gè)組，在每個(gè)組中的Hb的q個(gè)行不交叉。進(jìn)一步，可以對(duì)基礎(chǔ)矩陣Hb的行做置換，使得每兩個(gè)相繼的行不交叉。
文檔編號(hào)H03M13/11GK102629876SQ201210075359
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2005年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者T·基思·布蘭肯希普, 宇菲·W·布蘭肯希普, 布賴恩·K·克拉松 申請(qǐng)人:摩托羅拉移動(dòng)公司