專利名稱：編碼和解碼通信系統(tǒng)中的信道的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及使用低密度奇偶校驗(yàn)檢查(LDPC)碼的通信系統(tǒng)，更具體地，涉及用于產(chǎn)生特殊類型的LDPC碼的信道編碼/解碼設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)中，由于信道中的多種噪音、衰落現(xiàn)象和碼間干擾(ISI)，鏈路性能顯著降低。因此，為了實(shí)現(xiàn)要求高的數(shù)據(jù)吞吐量和可靠性的高速數(shù)字通信系統(tǒng)，例如下一代移動(dòng)通信、數(shù)字廣播和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，需要開發(fā)ー種用于克服噪聲、衰落和ISI的技木。近來，對(duì)涉及糾錯(cuò)碼在通過有效恢復(fù)失真的信息來提高通信可靠性中的使用，進(jìn)行了深入的研究。LDPC碼，首先由Gallager在二十世紀(jì)六十年代提出，由于其不能夠被過去的技術(shù)所解決的復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)，LDPC碼一直未被充分利用。然而，由Berrou、Glavieux和Thitimajshima于1993年發(fā)現(xiàn)的Turbo碼，展示出接近Shannon信道極限的性能。這樣，已經(jīng)對(duì)重復(fù)解碼和基于圖形的信道編碼以及對(duì)Turbo碼的性能和特性的分析進(jìn)行了研究。由于該研究，LDPC碼在二十世紀(jì)九十年代后期被重新研究，證明如果通過應(yīng)用基于在對(duì)應(yīng)于LDPC碼的Tanner圖(因子圖的特殊情況)上的和積(sum-product)算法的重復(fù)解碼,對(duì)LDPC碼進(jìn)行解碼，則LDPC碼具有接近Shannon信道極限的性能。LDPC碼通常使用圖形表示技術(shù)來表示，基于圖形理論、代數(shù)和概率論的方法，能夠分析很多特性。通常，信道碼的圖模型對(duì)碼的說明有益。通過將編碼的比特上的信息映射到圖形中的頂點(diǎn)(vertex)并且通過將比特之間的關(guān)系映射到圖形的邊(edge)，有可能考慮如下的通信網(wǎng)絡(luò):在該通信網(wǎng)絡(luò)中頂點(diǎn)通過邊交換預(yù)定的消息。這使得有可能導(dǎo)出自然的解碼算法。例如，從被作為ー種圖形的格子(trellis)中導(dǎo)出的解碼算法能夠包括公知的 Viterbi 算法和 Bahl> Cocke、Jelinek 和 Raviv (BCJR)算法。LDPC碼通常定義為奇偶校驗(yàn)檢查矩陣,能夠利用二分圖(bipartite graph)表示，該二分圖指Tanner圖。在構(gòu)成圖形的二分圖頂點(diǎn)中，圖形分成兩個(gè)不同的類型，LDPC碼由頂點(diǎn)組成的二分圖表示，一些二分圖命名為變量節(jié)點(diǎn)，其他的二分圖命名為檢查節(jié)點(diǎn)。變量節(jié)點(diǎn)一対一映射到編碼的比特。參考

圖1和圖2，將說明用于LDPC碼的圖形表示方法。圖1示出由4行8列組成的LDPC碼的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣H1的例子。參考圖1，由于列的數(shù)目為8，LDPC碼產(chǎn)生8位長(zhǎng)的碼字(codeword)，列映射到8個(gè)編碼的比特。圖2為說明對(duì)應(yīng)于圖1的H1的Tanner圖的圖。參考圖2，LDPC 碼的 Tanner 圖由 8 個(gè)變量節(jié)點(diǎn) X1 (202)，X2 (204)，X3 (206)，X4 (208),X5(210), X6(212), X7(214)和 x8(216)和 4 個(gè)檢查節(jié)點(diǎn) 218、220、222 和 224 組成。LDPC 碼的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣H1的第i列和第j行分別映射到變量節(jié)點(diǎn)Xi和第j個(gè)檢查節(jié)點(diǎn)。此夕卜，值1，即，非零值，位于LDPC碼的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣H1的第i列和第j行相互交叉的點(diǎn)上，指出在如圖2所示的Tanner圖上的變量節(jié)點(diǎn)Xi和第j個(gè)檢查節(jié)點(diǎn)之間存在邊。在LDPC碼的Tanner圖中，變量節(jié)點(diǎn)和檢查節(jié)點(diǎn)的度定義為連接到每個(gè)各自節(jié)點(diǎn)的邊的數(shù)目，度等于對(duì)應(yīng)于LDPC碼的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣中關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)的列或行中的非零輸入的數(shù)目。例如，在圖 2 中，變量節(jié)點(diǎn) X1 (202)，X2 (204)，X3 (206)，X4 (208)，X5 (210)，X6 (212)，x7(214)和 X8(216)的度分別為 4、3、3、3、2、2、2 和 2，檢查節(jié)點(diǎn) 218、220、222 和 224 的度分別為6、5、5和5。此外，圖1的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣H1的列(其對(duì)應(yīng)于圖2的變量節(jié)點(diǎn))中的非零輸入的數(shù)目，等于其度4、3、3、3、2、2、2和2。圖1的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣H1的行(其對(duì)應(yīng)于圖2的檢查節(jié)點(diǎn))中的非零輸入的數(shù)目，等于其度6、5、5和5。為了表達(dá)LDPC碼的節(jié)點(diǎn)的度分布，度_i (degree-1)變量節(jié)點(diǎn)的數(shù)目與變量節(jié)點(diǎn)的總數(shù)目的比率定義為，度_j (degree-j)檢查節(jié)點(diǎn)的數(shù)目與檢查節(jié)點(diǎn)的總數(shù)目的比率定義為例如，對(duì)于對(duì)應(yīng)于圖1和圖2的LDPC碼，f2=4/8, fs=3/8, f4=l/8,當(dāng)iデ2，3，4時(shí)も=0ボ5=3/4，g6=l/4,當(dāng)jデ5，6時(shí)gj=0。當(dāng)LDPC碼的長(zhǎng)度，S卩，列的數(shù)目，限定為N,行的數(shù)目限定為N/2，具有上述度分布的整體奇偶校驗(yàn)檢查矩陣中的非零輸入的密度如公式(I)計(jì)算。
權(quán)利要求
1.ー種用于解碼使用低密度奇偶校驗(yàn)檢查L(zhǎng)DPC碼的通信系統(tǒng)中的信道的方法，包括下述步驟: 提取LDPC碼的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣；和 利用所述提取的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣，執(zhí)行LDPC解碼； 其中碼率為3/5而且碼字長(zhǎng)度為16200，如下表所定義地形成所述奇偶校驗(yàn)檢查矩陣:
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述奇偶校驗(yàn)檢查矩陣具有通過將對(duì)應(yīng)于信息字的列分成組而具有的多個(gè)列組，每個(gè)列組具有預(yù)定數(shù)目的列；并且 其中所述表中的每一行包括序列信息，所述序列信息指出其中‘I’位于所述奇偶校驗(yàn)檢查矩陣的對(duì)應(yīng)的列組的行的位置。
3.ー種用于解碼使用低密度奇偶校驗(yàn)檢查L(zhǎng)DPC碼的通信系統(tǒng)中的信道的方法，包括下述步驟: 提取LDPC碼的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣；和 利用所提取的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣，執(zhí)行LDPC解碼； 其中碼率為3/5而且碼字長(zhǎng)度為64800，如下表所定義地形成所述奇偶校驗(yàn)檢查矩陣:
4.ー種用于解碼使用低密度奇偶校驗(yàn)檢查L(zhǎng)DPC碼的通信系統(tǒng)中的信道的方法，包括下述步驟: 提取所述LDPC碼的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣；和 利用所提取的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣，執(zhí)行LDPC解碼； 其中碼率為2/3而且碼字長(zhǎng)度為64800，如下表所定義地形成所述奇偶校驗(yàn)檢查矩陣:
5.ー種用于解碼使用低密度奇偶校驗(yàn)檢查L(zhǎng)DPC碼的通信系統(tǒng)中的信道的設(shè)備，包括: 用于讀取奇偶校驗(yàn)檢查矩陣的LDPC碼奇偶校驗(yàn)檢查矩陣提取器；和 用于利用所述讀取的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣執(zhí)行LDPC解碼的LDPC解碼器； 其中碼率為3/5而且碼字長(zhǎng)度為16200，如下表所定義地形成所述奇偶校驗(yàn)檢查矩陣:
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述奇偶校驗(yàn)檢查矩陣具有通過將對(duì)應(yīng)于信息字的列分成組而具有的多個(gè)列組，每個(gè)列組具有預(yù)定數(shù)目的列；并且 其中所述表中的每一行包括序列信息，所述序列信息指出其中‘I’位于所述奇偶校驗(yàn)檢查矩陣的對(duì)應(yīng)的列組的行的位置。
7.ー種用于解碼使用低密度奇偶校驗(yàn)檢查L(zhǎng)DPC碼的通信系統(tǒng)中的信道的設(shè)備，包括: 用于讀取奇偶校驗(yàn)檢查矩陣的LDPC碼奇偶校驗(yàn)檢查矩陣提取器；和 用于利用所述讀取的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣，執(zhí)行LDPC解碼的LDPC解碼器； 其中碼率為3/5而且碼字長(zhǎng)度為64800，如下表所定義地形成所述奇偶校驗(yàn)檢查矩陣:
8.—種用于解碼使用低密度奇偶校驗(yàn)檢查L(zhǎng)DPC碼的通信系統(tǒng)中的信道的設(shè)備，包括: 用于讀取奇偶校驗(yàn)檢查矩陣的LDPC碼奇偶校驗(yàn)檢查矩陣提取器；和 用于利用所述讀取的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣，執(zhí)行LDPC解碼的LDPC解碼器； 其中碼率為2/3而且碼字長(zhǎng)度為64800，如下表所定義地形成所述奇偶校驗(yàn)檢查矩陣:
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于產(chǎn)生低密度奇偶校驗(yàn)檢查(LDPC)碼的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣的設(shè)備和方法。一種用于解碼使用低密度奇偶校驗(yàn)檢查L(zhǎng)DPC碼的通信系統(tǒng)中的信道的方法，提取LDPC碼的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣；利用所述提取的奇偶校驗(yàn)檢查矩陣，執(zhí)行LDPC解碼，其中碼率為3/5而且碼字長(zhǎng)度為16200。
文檔編號(hào)H03M13/11GK103138768SQ20131002748
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2009年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者明世澔, 鄭鴻實(shí), 金慶中, 梁賢九, 梁景喆, 金宰烈, 權(quán)桓準(zhǔn), 林妍周, 尹圣烈, 李學(xué)周 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社, 浦項(xiàng)工科大學(xué)校 產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)