專利名稱：在使用線性分組碼的通信系統(tǒng)中產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)矩陣的裝置和方法、發(fā)送/接收裝置以及使 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種使用線性分組碼(linear block code)的通信系統(tǒng),并且更具體地，涉及用于產(chǎn)生特定形式的線性分組碼的發(fā)送/接收裝置及方法。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)中，鏈路性能被信道的各種噪聲、衰落和碼元間干擾(ISI)顯著惡化。因此，為了實(shí)現(xiàn)要求高數(shù)據(jù)吞吐量和可靠性的高速數(shù)字通信系統(tǒng)，如下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)、數(shù)字廣播系統(tǒng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，開發(fā)用于克服所述噪聲、衰落和ISI的技術(shù)很重要。近來，已研究了通過有效地恢復(fù)信息失真而提高通信可靠性的糾錯(cuò)碼。 低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼在此將被稱為線性分組碼的例子，但是本發(fā)明不限于LDPC 碼。LDPC碼通常利用圖形表達(dá)來表示，并且其許多特性可以基于代數(shù)和概率論通過圖形理論和方法來分析。通常，信道編碼的圖形模型不僅在代碼描述方面有用，而且可以被認(rèn)為是其中頂點(diǎn)通過邊來交換信息的通信網(wǎng)絡(luò)(如果關(guān)于編碼位的信息被映射到圖形中的頂點(diǎn)并且位之間的關(guān)系被映射到圖形中的邊的話)，由此使得可以導(dǎo)出自然解碼算法。例如，在作為一種圖形的星座中，得到的解碼算法可以包括公知的維特比(Viterbi)算法和BCJR(Bahl, Cocke, Jelinek 和 Raviv)算法。LDPC碼通常被定義成奇偶校驗(yàn)矩陣，并且可以利用稱為Tanner圖的兩部圖(bipartite graph)來表示。在兩部圖中，頂點(diǎn)被分成兩種不同類型,并且通過包括稱為變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的頂點(diǎn)的兩部圖來表示LDPC碼。該變量節(jié)點(diǎn)被一對一地映射到編碼位。圖I圖解了 LDPC碼的包括四個(gè)行和八個(gè)列的奇偶校驗(yàn)矩陣H1的示例。參照圖I，通過具有八個(gè)列，奇偶校驗(yàn)矩陣H1產(chǎn)生LDPC碼中的長度為8的碼字，并且其列一對一地映射到8個(gè)編碼位。圖2圖解了與圖I的奇偶校驗(yàn)矩陣H1對應(yīng)的Tanner圖。參照圖2，LDPC 碼的 Tanner 圖包括 8 個(gè)變量節(jié)點(diǎn) xpOZ'xJO^xJOe'xJOS'xJlO、x6212、x7214和x8216以及四個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)218，220, 222和224。LDPC碼的奇偶校驗(yàn)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)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)。而且，在LDPC碼的奇偶校驗(yàn)矩陣H1的第i列和第j行彼此交叉的點(diǎn)上的為I的值(即非零值)表示在如圖2所示的Tanner圖上存在連接變量節(jié)點(diǎn)Xi和第j個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的邊。在LDPC碼的Tanner圖中，每個(gè)變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的度表示連接該節(jié)點(diǎn)的邊的數(shù)量，并且它等于在與LDPC碼的奇偶校驗(yàn)矩陣中的節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的行或列中其值不是‘0’的條目的數(shù)目。例如，在圖2中，變量節(jié)點(diǎn)x1202, x2204、x3206、x4208、x5210、x6212、x7214和x8216的度分別是4、3、3、3、2、2、2和2，并且校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)218、220、222和224的度分別是6、5、5和5。而且，對應(yīng)于在圖2中的變量節(jié)點(diǎn)，其值在圖I中的奇偶校驗(yàn)矩陣H1的列中不為0的條目的數(shù)目分別與它們相關(guān)的度4、3、3、3、2、2、2和2相同，并且對應(yīng)于在圖2中的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，其值在圖I中的奇偶校驗(yàn)矩陣H1的行中不為O的條目的數(shù)目分別與它們相關(guān)的度6、5、5和5相同。為了表達(dá)LDPC碼的節(jié)點(diǎn)的度分布，假定在對應(yīng)于圖I和圖2的LDPC碼中的度為i的變量節(jié)點(diǎn)的數(shù)目與變量節(jié)點(diǎn)的總數(shù)之比是fi，并且度為j的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目與校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的總數(shù)之比是 gi,貝丨J f2=4/8, f3=3/8 和 f4=l/8;對于 i ^ 2、3、4, A=O; g5=3/4 和 g6=l/4 ;對于j幸5、6，gj=0。如果在LDPC碼中的碼字長度(即在奇偶校驗(yàn)矩陣中的列的數(shù)量)是N并且行的數(shù)量是N/2，則根據(jù)下面的等式(I)來計(jì)算在具有上述度分布的整個(gè)奇偶校驗(yàn)矩陣中其值不為‘0’的條目的密度。
權(quán)利要求
1.ー種在通信系統(tǒng)的發(fā)送機(jī)/接收機(jī)中產(chǎn)生用于生成線性分組碼的奇偶校驗(yàn)矩陣的方法，包括 確定滿足對于給定的第一奇偶校驗(yàn)矩陣而預(yù)定的規(guī)則的第二奇偶校驗(yàn)矩陣的基本參數(shù)； 利用所述基本參數(shù)來產(chǎn)生與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的奇偶校驗(yàn)部分對應(yīng)的子矩陣；利用所述第一奇偶校驗(yàn)矩陣和所述基本參數(shù)來產(chǎn)生與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的信息字部分對應(yīng)的子矩陣；并且 組合與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的奇偶校驗(yàn)部分對應(yīng)的子矩陣和與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的信息字部分對應(yīng)的子矩陣以產(chǎn)生所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述第一奇偶校驗(yàn)矩陣和所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣具有彼此不同的尺寸。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述基本參數(shù)包括在所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣中的所述線性分組碼的碼字和信息字的長度、以及用于對所述信息字分組的尺寸中的至少ー個(gè)
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，產(chǎn)生與所述奇偶校驗(yàn)部分對應(yīng)的子矩陣包括 將利用所述線性分組碼的碼字和信息字的長度來確定其尺寸的矩陣設(shè)置為與在所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣中的奇偶校驗(yàn)部分對應(yīng)的子矩陣， 其中，與所述奇偶校驗(yàn)部分對應(yīng)的子矩陣以預(yù)定結(jié)構(gòu)來定義。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，產(chǎn)生與信息字部分對應(yīng)的子矩陣包括 從與在所述第一奇偶校驗(yàn)矩陣中的信息字部分對應(yīng)的序列中確定與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣中的信息字部分對應(yīng)的序列，以與用于對信息字進(jìn)行分組的尺寸對應(yīng)。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述預(yù)定規(guī)則包括下列中的至少ー個(gè)其中所述第一奇偶校驗(yàn)矩陣和所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣在信息字部分的列組的數(shù)量上相同的規(guī)則；其中所述第一奇偶校驗(yàn)矩陣和所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣在信息字部分的度分布上相同，并且在考慮Tanner圖上的循環(huán)特性時(shí)所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣中的具有短長度的循環(huán)的數(shù)量少于或等于所述第一奇偶校驗(yàn)矩陣中的具有短長度的循環(huán)的數(shù)量的規(guī)則。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括利用所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣來編碼所述線性分組碼。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括利用所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣來解碼所述線性分組碼。
9.ー種通信系統(tǒng)中的發(fā)送裝置，包括 編碼器，用于將信息編碼成線性分組碼； 發(fā)送器，用于發(fā)送所述線性分組碼；和 控制器，用于根據(jù)所述線性分組碼從第一奇偶校驗(yàn)矩陣確定第二奇偶校驗(yàn)矩陣，并且控制所述編碼器利用所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣來執(zhí)行編碼， 其中，所述控制器確定滿足對于第一奇偶校驗(yàn)矩陣而預(yù)定的規(guī)則的第二奇偶校驗(yàn)矩陣的基本參數(shù)；利用所述基本參數(shù)來產(chǎn)生與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的奇偶校驗(yàn)部分對應(yīng)的子矩陣；利用所述第一奇偶校驗(yàn)矩陣和所述基本參數(shù)來產(chǎn)生與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的信息字部分對應(yīng)的子矩陣；并且組合與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的奇偶校驗(yàn)部分對應(yīng)的子矩陣和與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的信息字部分對應(yīng)的子矩陣以產(chǎn)生所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣。
10.ー種通信系統(tǒng)中的接收裝置，包括 接收器，用于接收通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的信號； 解碼器，用于將以線性分組碼編碼的接收信號解碼成信息字；和 控制器，用于根據(jù)所述線性分組碼從第一奇偶校驗(yàn)矩陣確定第二奇偶校驗(yàn)矩陣，并且控制所述解碼器利用所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣來進(jìn)行解碼， 其中，所述控制器確定滿足對于給定的第一奇偶校驗(yàn)矩陣而預(yù)定的規(guī)則的第二奇偶校驗(yàn)矩陣的基本參數(shù)；利用所述基本參數(shù)來產(chǎn)生與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的奇偶校驗(yàn)部分對應(yīng)的子矩陣；利用所述第一奇偶校驗(yàn)矩陣和所述基本參數(shù)來產(chǎn)生與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的信息字部分對應(yīng)的子矩陣；并且組合與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的奇偶校驗(yàn)部分對應(yīng)的子矩陣和與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的信息字部分對應(yīng)的子矩陣以產(chǎn)生所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣。
11.如權(quán)利要求I所述的方法、或如權(quán)利要求9所述的發(fā)送裝置或如權(quán)利要求10所述的接收裝置，其中，如果所述第一奇偶校驗(yàn)矩陣和所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣具有通過下列方式給出的參數(shù)值M1 = 1，N1 = 60，K1 = 12，q = 48P1 = 72，M2 = 72，N2 = 4320，K2 = 864， 則所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣如通過下面方式定義的來產(chǎn)生 麗 944 1289 2266 407 1907 2268 2594 1047 1176 1742 1779 ■ 890 181 2645 102 316 353 2250 488 811 I BE 2323 31 2397 2 3321 102 514 828 1010 1 024 1663 1737 1 870 2154 2390 ^23 2759 3380 216 383 679 930 970 975 1668 22 2 2300 2381 2413 2754 2997 536 mB 993 1395 1603 1691 2078 2344 2545 2741 3157 3334 Wl 694 1115 1167 254812B6 1993 3229 3415， 其中，NpK1和M1分別表示對應(yīng)于第一奇偶校驗(yàn)矩陣的碼字長度、信息字長度和列組的単位，而N2、K2和M2分別表示對應(yīng)于第二奇偶校驗(yàn)矩陣的碼字長度、信息字長度和列組的單位，矩陣P1表示具有關(guān)系N2=P1N1, K2=P1K1, M2=P1M1的正整數(shù)，而q表示具有關(guān)系(N2-K2)/M2=Q=(N1-K1)ZM1 的正整數(shù)。
12.如權(quán)利要求I所述的方法、或如權(quán)利要求9所述的發(fā)送裝置或如權(quán)利要求10所述的接收裝置，其中，如果所述第一奇偶校驗(yàn)矩陣和所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣具有通過下列方式給出的參數(shù)值M1 = 1，N1 = 60，K1 = 15，q = 45P1 = 72，M2 = 72，N2 = 4320，K2 = 1080， 則所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣如通過下面方式定義的來產(chǎn)生
13.如權(quán)利要求I所述的方法、或如權(quán)利要求9所述的發(fā)送裝置或如權(quán)利要求10所述的接收裝置，其中，如果所述第一奇偶校驗(yàn)矩陣和所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣具有通過下列方式給出的參數(shù)值M1=I, ^=60, ^=20, q=40 P!=72, M2=72, N2=4320, K2=1440, 則所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣如通過下面方式定義的來產(chǎn)生
14.如權(quán)利要求I所述的方法、或如權(quán)利要求9所述的發(fā)送裝置或如權(quán)利要求10所述的接收裝置，其中，如果所述第一奇偶校驗(yàn)矩陣和所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣具有通過下列方式給出的參數(shù)值M1 = 1，N1 = 60，K1 = 25，q = 35P1 = 72，M2 = 72，N2 = 4320，K2 = 1800， 則所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣如通過下面方式定義的來產(chǎn)生
全文摘要
提供一種產(chǎn)生用于在通信系統(tǒng)中產(chǎn)生線性分組碼的奇偶校驗(yàn)矩陣的方法及裝置。該方法包括確定滿足對于給定的第一奇偶校驗(yàn)矩陣而預(yù)定的規(guī)則的第二奇偶校驗(yàn)矩陣的基本參數(shù)；利用所述基本參數(shù)產(chǎn)生與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的奇偶校驗(yàn)部分對應(yīng)的子矩陣；并且利用所述第一奇偶校驗(yàn)矩陣和所述基本參數(shù)來產(chǎn)生與所述第二奇偶校驗(yàn)矩陣的信息字部分對應(yīng)的子矩陣。
文檔編號H03M13/09GK102696175SQ201080060226
公開日2012年9月26日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者尹圣烈, 明世澔, 李學(xué)周, 梁賢九, 鄭晉熙, 鄭鴻實(shí), 金宰烈 申請人:三星電子株式會社