專利名稱：用于在無線通信系統(tǒng)中使用提升低密度奇偶校驗碼來時空編碼的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及使用多根天線的無線通信系統(tǒng)的編碼器/解碼器，尤其涉及用于使用低密度(low density)奇偶校驗碼時空編碼/解碼的方法和裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)時空編碼技術(shù)，以在時域中使用的編碼模式也可以在空間區(qū)域中實現(xiàn)的方式，通過多個發(fā)送天線發(fā)送通過編碼模式輸出的信號，由此獲得低差錯率。
圖1是圖解使用時空模式的發(fā)送器/接收機的視圖。參照圖1，發(fā)送器/接收機包括時空編碼器100、時空解碼器102、用于發(fā)送從時空編碼器輸出的信號的多個發(fā)送天線110到114和用于接收從發(fā)送天線110-114輸出的信號的多個接收天線120-124。發(fā)送天線110-114的數(shù)量可以與接收天線120-124的數(shù)量不同。
時空編碼器100根據(jù)預(yù)定編碼率編碼輸入信號(輸入數(shù)據(jù))。如果輸入數(shù)據(jù)的數(shù)量是k，并且從時空編碼器100輸出的數(shù)據(jù)量是N，則時空編碼器100的編碼率是k/N。
發(fā)送天線110到114順序發(fā)送從時空編碼器100輸出的碼元。如果通過NT發(fā)送天線發(fā)送碼元，則時空編碼器100的編碼率是 每個接收天線120-124接收通過發(fā)送天線110-114發(fā)送的碼元。第一接收天線120接收通過第一到NT發(fā)送天線110到114發(fā)送的碼元。第二接收天線122接收通過第一到NT發(fā)送天線110到114發(fā)送的碼元。NR接收天線124接收通過第一到NT發(fā)送天線110到114發(fā)送的碼元。
時空解碼器102根據(jù)預(yù)定解碼率解碼通過接收天線120到124接收的碼元。根據(jù)時空編碼器100的編碼率來確定時空解碼器102的解碼器。即，如果時空編碼器100的編碼率是k/N，則時空編碼器的編碼率是N/k。
時空解碼器102通過解碼所接收的碼元來搜索從發(fā)送天線110到114發(fā)送的信號。在下面更詳細(xì)的描述時空編碼器100。
圖2是顯示常規(guī)分層(layered)時空編碼器的視圖。術(shù)語“分層”表示根據(jù)預(yù)定模式通過每個發(fā)送天線發(fā)送信道編碼的數(shù)據(jù)。
參照圖2，在分層時空編碼器中使用的信道編碼器利用預(yù)定編碼模式。分層時空編碼器的編碼率是NT×R，其中R是信道編碼器的編碼率，并且NT是天線數(shù)量。分層的時空編碼器包括信道編碼器200、用于將串行信號轉(zhuǎn)換為并行信號的串/并轉(zhuǎn)換器202、多根天線交錯器204到206、用于每根天線的信號映射單元208到210，和多根天線212到214。在圖2中，П1是第i天線交錯器，根據(jù)多根天線212到214的數(shù)量確定天線交錯器204到206和信號映射單元208到210的數(shù)量。
通過信道編碼器200編碼輸入數(shù)據(jù)以便產(chǎn)生具有高可靠性的信號。信道編碼器200的輸出數(shù)據(jù)通過串/并轉(zhuǎn)換器202以便發(fā)送到NT天線。串/并轉(zhuǎn)換器202的輸出數(shù)據(jù)輸入到天線交錯器204到206，它們順序交錯輸入數(shù)據(jù)。
此外，在輸出數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)送天線之前，天線交錯器204到206的輸出數(shù)據(jù)通過信號映射單元208到210映射為期望的信號。信號映射單元208到210根據(jù)對應(yīng)于k位的組的星座(constellation)將輸入位碼元確定為要通過發(fā)送天線發(fā)送的信號。
因此，可以根據(jù)輸入位的規(guī)模n，即數(shù)量來改變星座。例如，如果值為1，可以通過BPSK(二進(jìn)制相移鍵控)模式實現(xiàn)星座，其中在BPSK中，對應(yīng)于發(fā)送碼使用具有恒定幅度和頻率的載波轉(zhuǎn)換信號的相位。如果n的值為2，可以通過QPSK(正交相移鍵控)模式來實現(xiàn)星座。此外，如果n的值為3，則可以通過8QAM(正交幅度調(diào)制)模式來實現(xiàn)星座。
圖3是圖解常規(guī)分層時空解碼器的視圖。更具體地說，對應(yīng)于圖2所示的分層時空編碼器，圖3所示的時空解碼器稱為“分層時空解碼器”。
參照圖3，在預(yù)定接收天線中接收通過多個發(fā)送天線發(fā)送的幀數(shù)據(jù)數(shù)組。如果提供了3個接收天線，則所有三個接收天線都可以接收通過三個發(fā)送天線發(fā)送的數(shù)據(jù)數(shù)組。分層時空解碼器包括NR接收天線300到302、檢測器304、解碼器312、NR去交錯器306到308、NR天線交錯器316到318、并/串轉(zhuǎn)換器310和串/并轉(zhuǎn)換器314。
NR接收天線300至302中的每一個接收從每個發(fā)送天線發(fā)送的信號。由檢測器304檢測在接收天線300到302中接收的數(shù)據(jù)，并且檢測每個發(fā)送天線的發(fā)送信號。檢測器304的輸出數(shù)據(jù)輸入到對應(yīng)于分層時空編碼器的天線交錯器204到206的天線去交錯器306到308。即，去交錯分層時空編碼器的天線交錯的數(shù)據(jù)來獲得原始數(shù)據(jù)。
天線去交錯器的輸出數(shù)據(jù)輸入到并/串轉(zhuǎn)換器310，它將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)。此外，并/串轉(zhuǎn)換器310的輸出數(shù)據(jù)輸入到解碼器312。解碼器312對應(yīng)于分層時空編碼器的編碼器，并且用于可靠地恢復(fù)信號。
如果信道環(huán)境沒有引起錯誤，則解碼器312的輸出數(shù)據(jù)等同于在發(fā)送器中沒有解碼的信號。然而，如果由于信道環(huán)境發(fā)生差錯，則執(zhí)行迭代解碼以便精確解碼接收信號。
因此，解碼器312的輸出數(shù)據(jù)通過用于將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)的串/并轉(zhuǎn)換器314，并且輸入到天線交錯器316到318。天線交錯器的輸出數(shù)據(jù)再次輸入到檢測器，并且執(zhí)行迭代解碼。迭代解碼可以提高所恢復(fù)的數(shù)據(jù)的可靠性。
如果通過在解碼器312中迭代解碼(iterative decoding)可靠地恢復(fù)了信號，則解碼器312的輸出確定為接收信號。
下一代無線移動通信系統(tǒng)的目標(biāo)是使用地面通信網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)來提供多媒體服務(wù)。為了提供多媒體服務(wù)，需要高傳輸速率和低錯誤率。因此，為了在差發(fā)送環(huán)境中連續(xù)發(fā)送具有高質(zhì)量和高可靠性的數(shù)據(jù)，在時空編碼中必須使用有效的信道編碼技術(shù)。
根據(jù)信道的特性可以改變信道編碼技術(shù)。例如，差錯校正碼用于信道編碼技術(shù)。差錯校正碼的目標(biāo)是在差信道環(huán)境中獲得可靠的通信。即，在通過信道發(fā)送數(shù)據(jù)之前使用信道碼編碼數(shù)據(jù)，然后從接收端輸出的信道中提取等同于原始信息的信息。
這種系統(tǒng)的基本特性基于香農(nóng)信道編碼理論。根據(jù)香農(nóng)信道編碼理論，如果關(guān)于信息執(zhí)行最佳編碼，則存在降低在具有噪聲的信道中出現(xiàn)的差錯而不引起信息傳輸速率損失的極限。該編碼理論已經(jīng)發(fā)展了數(shù)十年。
在使用卷積碼的鏈接碼中，提供使用迭代解碼技術(shù)的turbo碼，用于第三代無線通信IMT-2000的高可靠性信道編碼技術(shù)，它提供幾百Kbps到數(shù)Mbps的語音和低速多媒體服務(wù)。在1993年問世的turbo碼可以通過使用并行鏈接的RSC(遞歸系統(tǒng)卷積)碼執(zhí)行編碼操作，并且通過迭代解碼技術(shù)執(zhí)行解碼操作。此外，如果交錯器的規(guī)模很大，并且充分執(zhí)行迭代解碼，則在位差錯率(BER)方面turbo碼顯示出逼近香農(nóng)極限的優(yōu)異性能。
然而，如果采用turbo碼，則可能增加操作量，由此增加復(fù)雜性。此外，由于交錯器的數(shù)量和迭代解碼操作增加，可能產(chǎn)生延時，導(dǎo)致很難實時處理。
已經(jīng)開發(fā)了第四代移動通信系統(tǒng)以便提供語音和高速多媒體服務(wù)。仍然沒有確定用于第四代無線移動通信系統(tǒng)的差錯校正碼。由于第四代無線移動通信系統(tǒng)需要更低的差錯率(語音和數(shù)據(jù)10-6到10-9)，需要提供一種新的差錯校正碼。
因此，已經(jīng)提出了低密度奇偶校驗(LDPC)碼。在復(fù)雜度和性能方面，與常規(guī)turbo碼相比，LDPC碼具有更好的編碼特性。LDPC碼是線性分組碼，其中奇偶校驗矩陣(H)的大多數(shù)元素是“0”。由于解碼的復(fù)雜性在本發(fā)明的時期不能在技術(shù)上實現(xiàn)LDPC碼。結(jié)果，很長時間不能實現(xiàn)LDPC碼。
Mackay和Neal重新獲得了LDPC碼并發(fā)現(xiàn)如果使用Gallager的簡單概率(probabilistic)編碼技術(shù)，則LDPC碼表現(xiàn)出優(yōu)越性。
更具體地說，由隨機奇偶校驗矩陣H限定LDPC碼，在矩陣中稀疏分布“1”。奇偶校驗矩陣H是用于確定是否關(guān)于接收信號正常執(zhí)行編碼的矩陣。如果通過將編碼的接收信號與奇偶校驗矩陣H相乘獲得的值為0，則不發(fā)生差錯。
首先設(shè)計當(dāng)與編碼的接收信號相乘時獲得結(jié)果數(shù)值0的預(yù)定奇偶校驗矩陣，然后根據(jù)預(yù)定奇偶校驗矩陣在發(fā)送器編碼器執(zhí)行編碼操作。奇偶校驗矩陣具有如下結(jié)構(gòu)特性。
首先，使用具有k權(quán)重的值“1”的元素形成每一行，其中盡可能統(tǒng)一形成k。
第二，使用具有j權(quán)重的值“1”形成每一列。通常j是3或4。
第三，以重疊不大于“1”的方式隨機布置兩列之間的重疊。這里在奇偶校驗矩陣的每一列中的權(quán)重表示元素的數(shù)量，它具有大于“0”的值。此外，在兩列之間重疊表示行間的內(nèi)積。因此，與編碼長度相比，行和列的權(quán)重很小。
可以使用基于和-積(sum-product)算法的迭代解碼算法以因素圖(factorgraph)解碼LDPC碼。通過采用使用基于和-積算法的迭代解碼算法的解碼技術(shù)，采用LDPC碼的解碼器具有比使用turbo碼的解碼器更低的復(fù)雜度，并且可以容易地實現(xiàn)并行處理解碼器。
如果以因素圖表示LDPC碼，則在LDPC碼的因素圖中形成循環(huán)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的那樣，在具有循環(huán)的LDPC碼的因素圖中的迭代解碼是次最佳解碼。此外，經(jīng)驗顯示出通過迭代解碼LDPC碼表現(xiàn)出優(yōu)越性。然而，如果在LDPC碼的因素圖中存在具有短長度的多個循環(huán)，則可能降低LDPC碼的性能。因此，已經(jīng)持續(xù)進(jìn)行大量研究以便設(shè)計LDPC碼，使得在LDPC碼的因素圖中不會出現(xiàn)具有短長度的循環(huán)。
由于生成具有高權(quán)重的矩陣的特性，使用具有低權(quán)重密度的奇偶校驗矩陣來執(zhí)行LDPC碼的編碼過程。特別地，如果對應(yīng)于奇偶校驗矩陣的奇偶性的部分矩陣具有統(tǒng)一的格式，則可以有效地編碼LDPC。
由于LDPC包括具有除了“0”之外的各種值，因此開發(fā)各種LDPC碼的有效編碼和解碼算法以便實際利用LDPC碼是很重要的。此外，由于LDPC碼的奇偶校驗矩陣可以確定LDPC碼的性能，因此設(shè)計具有優(yōu)異性能的有效奇偶校驗矩陣是很重要的。即必須同時考慮具有優(yōu)異性能的有效奇偶校驗矩陣和有效編碼和解碼算法以便產(chǎn)生具有優(yōu)異性能的LDPC碼。
如上所述，由奇偶校驗矩陣限定LDPC碼，其中大多數(shù)元素具有值“0”，并且剩下的元素具有值“1”。例如，(N，j，k)LDPC碼是具有快長度N的線性分組碼，其中在每列中提供具有值“1”的j個元素，在每行中提供具有值“1”的k個元素。由具有稀疏結(jié)構(gòu)(包括具有值“0”的元素)的奇偶校驗矩陣限定除了具有值“1”的元素之外的元素。
如果在奇偶校驗矩陣的每列中規(guī)則形成j權(quán)重，并且在奇偶校驗矩陣的每行中規(guī)則形成k’權(quán)重，則LDPC碼稱為“規(guī)則LDPC碼”。然而，如果在奇偶校驗矩陣的每列和每行中不規(guī)則形成權(quán)重的數(shù)量，LDPC碼稱為“不規(guī)則LDPC碼”。通常，不規(guī)則LDPC碼與規(guī)則LDPC碼相比具有優(yōu)越性。在不規(guī)則LDPC碼中，奇偶校驗矩陣的每列中的權(quán)重不等同于奇偶校驗矩陣每行中的權(quán)重。因此，必須恰當(dāng)調(diào)節(jié)奇偶校驗矩陣的每列和每行中的權(quán)重來確保優(yōu)異性能。
因此，如果時空編碼器/解碼器使用LDPC碼執(zhí)行編碼/解碼操作，則圖1和2所示的時空編碼器/解碼器可以具有優(yōu)異的信道編碼/解碼性能。
常規(guī)分層時空碼關(guān)于各種天線必須執(zhí)行各種信道編碼操作以便獲得最佳編碼增益。因此很難使用各種天線。即，用于兩根天線的信道編碼器不能用于三根天線。使用分層時空碼，可以在發(fā)送到天線的信號之間的高相關(guān)性之下獲得高編碼增益。然而，如果使用隨機信道編碼，則很難使發(fā)送信號間具有高相關(guān)性。
即，使用分層時空碼，信號單獨發(fā)送到天線，并且不能保證優(yōu)越性。更具體地說，當(dāng)使用上述LDPC時，由于通過多根天線發(fā)送的位之間的相關(guān)性變高，可以保證優(yōu)越性。然而，如果隨機設(shè)計LDPC碼，很難提高發(fā)送到天線的信號之間的相關(guān)性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明設(shè)計來解決在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述和其它問題，并且本發(fā)明的目的是提供在使用多根天線的無線通信系統(tǒng)中的使用提升(lifting)低密度奇偶校驗碼的分層時空編碼/解碼裝置和方法，用于提高通過多根天線發(fā)送的位陣列之間的相關(guān)性。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供用于通過提高通過多根天線發(fā)送的位陣列之間的關(guān)系來無差錯發(fā)送數(shù)據(jù)的裝置和方法。
本發(fā)明的又一目標(biāo)是提供用于如果天線數(shù)量大于要在預(yù)定時間發(fā)送的位陣列的數(shù)量，則有效發(fā)送位陣列的裝置和方法。
本發(fā)明的又一目標(biāo)是提供用于擴充分層時空碼并恢復(fù)通過LDPC編碼模式接收的數(shù)據(jù)，由此獲得優(yōu)異的可靠性的裝置和方法。
為了實現(xiàn)上述和其它目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種在移動通信系統(tǒng)中使用低密度奇偶校驗碼發(fā)送信號的方法，所述移動通信系統(tǒng)通過時空編碼信號來通過多個發(fā)送天線發(fā)送信號。該方法包括步驟通過使用所述多個對應(yīng)于發(fā)送天線的數(shù)量的子矩陣擴充低密度奇偶校驗矩陣中的元素的值來形成提升低密度奇偶校驗矩陣；使用提升低密度奇偶校驗矩陣編碼將要發(fā)送的信號；和串/并轉(zhuǎn)換編碼信號，并且通過發(fā)送天線發(fā)送編碼信號。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于在移動通信系統(tǒng)中使用低密度奇偶校驗碼解碼接收信號的方法，所述移動通信系統(tǒng)通過時空編碼信號來通過多個發(fā)送天線發(fā)送信號。該方法包括步驟通過使用所述多個對應(yīng)于發(fā)送天線的數(shù)量的子矩陣擴充低密度奇偶校驗矩陣中的元素的值來形成提升低密度奇偶校驗矩陣；使用提升低密度奇偶校驗矩陣解碼接收信號；和通過解碼的信號的硬(hard)判決來提供接收碼元。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于在移動通信系統(tǒng)中使用低密度奇偶校驗碼來發(fā)送信號的裝置，所述移動通信系統(tǒng)通過時空編碼信號來通過多個發(fā)送天線發(fā)送信號。該裝置包括提升低密度奇偶校驗編碼器，用于通過使用所述多個對應(yīng)于發(fā)送天線的數(shù)量的子矩陣擴充低密度奇偶校驗矩陣中的元素的值來形成提升低密度奇偶校驗矩陣，并且使用提升低密度奇偶校驗矩陣編碼將要發(fā)送的信號；和串/并轉(zhuǎn)換器，用于將串行編碼信號轉(zhuǎn)換為并行編碼信號。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種用于在移動通信系統(tǒng)中使用低密度奇偶校驗碼來解碼接收信號的裝置，所述移動通信系統(tǒng)通過時空編碼信號來通過多個發(fā)送天線發(fā)送信號。該裝置包括存儲器，用于存儲通過使用所述多個對應(yīng)于發(fā)送天線的數(shù)量的子矩陣擴充低密度奇偶校驗矩陣中的元素的值而形成的提升低密度奇偶校驗矩陣；和提升低密度校驗解碼器，用于通過使用存儲在存儲器中的低密度奇偶校驗矩陣來解碼接收信號。


通過結(jié)合附圖參照下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目標(biāo)、特征和優(yōu)點將變得更加清楚，其中圖1是圖解使用普通時空編碼模式的常規(guī)發(fā)送器/接收機的視圖；圖2是圖解常規(guī)分層的時空編碼器的視圖；圖3是圖解常規(guī)分層的時空編碼器的視圖；圖4是圖解常規(guī)規(guī)則LDPC碼的奇偶校驗矩陣的視圖；圖5是根據(jù)圖4所示的奇偶校驗矩陣的因素圖；圖6A是圖解根據(jù)低密度奇偶校驗碼中k＝2的情況中的提升的分支變化的視圖；圖6B是圖解根據(jù)低密度奇偶校驗碼中k＝3的情況中的提升的分支變化的視圖；圖6C是圖解根據(jù)低密度奇偶校驗碼中k＝4的情況中的提升的分支變化的視圖；圖7A是圖解根據(jù)本發(fā)明第一實施例的提升低密度奇偶校驗碼的矩陣變化的視圖；圖7B是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的提升低密度奇偶校驗矩陣因素圖；
圖8A是圖解根據(jù)本發(fā)明第二實施例的提升低密度奇偶校驗碼的矩陣變化的視圖；圖8B是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的提升低密度奇偶校驗矩陣因素圖；圖9是圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的使用提升低密度奇偶校驗碼的分層時空編碼器的編碼過程的流程圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的使用提升低密度奇偶校驗碼的分層時空編碼器的方框圖；圖11是圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的使用提升低密度奇偶校驗碼的分層時空編碼器的解碼過程的流程圖；和圖12是圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的使用提升低密度奇偶校驗碼的分層時空編碼器的方框圖。
具體實施例方式
將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。此外，將省略在這里結(jié)合的公知功能和配置的詳細(xì)描述，因為它可能混淆本發(fā)明。
本發(fā)明提供用于根據(jù)使用提升LDPC碼的時空編碼器/解碼器中的天線的數(shù)量來擴充LDPC碼的提升LDPC碼。此外，本發(fā)明提出能夠提高發(fā)送到時空編碼器/解碼器中的每根天線的信號之間的相關(guān)性的提升LDPC碼，由此確保信號的可靠編碼/解碼。
本發(fā)明不限于下列描述，而是可以應(yīng)用到使用多根天線發(fā)送信號的系統(tǒng)中的、使用LDPC碼的各種編碼器和解碼器。
在描述根據(jù)本發(fā)明的使用提升LDPC碼的分層時空編碼器/解碼器之前，將詳細(xì)描述用于分層時空編碼器/解碼器的LDPC碼和提升LDPC碼的結(jié)構(gòu)。
圖4是圖解(8，2，4)LDPC碼的奇偶校驗矩陣的視圖，作為(N，j，k)LDPC碼的例子。參照圖4，(8，2，4)LDPC碼的奇偶校驗矩陣H包括8列和4行。權(quán)重2被規(guī)則地添加到每列。由于權(quán)重被規(guī)則地添加到奇偶校驗矩陣的每列，所以(8，2，4)LDPC碼變?yōu)橐?guī)則LDPC碼。而如果權(quán)重被不規(guī)則地添加到該矩陣的每一列，則(8，2，4)LDPC碼變成不規(guī)則LDPC碼。
圖5是圖4所示的規(guī)則(8，2，4)LDPC碼的因素圖(或雙向圖)。參照圖5，規(guī)則(8，2，4)LDPC碼的因素圖包括8個可變(variable)節(jié)點(如，V1500到V8514)和4個校驗節(jié)點516、518、520和522。如果在(8，2，4)LDPC碼的奇偶校驗矩陣中的第i列和第j行之間的交叉點上存在具有“1”的元素，則在可變節(jié)點Vi和第j校驗節(jié)點之間產(chǎn)生分支。
例如，在圖4所示的奇偶校驗矩陣的第一行中，第1、3、5和7列具有值“1”。因此，圖5所示的第一校驗節(jié)點516連接到V1500、V3504、V5508和V7512。相似地，在奇偶校驗矩陣的第二行中，第1、4、6、8列具有值“1”，而第二校驗節(jié)點518連接到V1500、V4506、V6510和V8514。因此，以上述相同的方式表示第三和第四校驗節(jié)點520和522。
由于LDPC碼的奇偶校驗矩陣具有更少量的非0元素，所以通過迭代解碼甚至可以實現(xiàn)以具有相對長的長度的分組碼解碼。此外，與turbo碼相似，如果分組碼的分組長度繼續(xù)增加，則LDPC碼具有優(yōu)越性，即接近香農(nóng)信道容量極限。此外，Mackay和Neal已經(jīng)證明使用流傳送模式的LDPC碼的迭代解碼過程顯示出與turbo碼的迭代解碼過程相近的性能。
下面，將描述基于LDPC碼并用于本發(fā)明的提升LDPC碼。術(shù)語“提升”表示通過關(guān)于包括“0”和“1”的矩陣的子矩陣替換來擴充基本矩陣的規(guī)模的方法。即，根據(jù)提升LDPC碼，通過子矩陣替換來擴充LDPC碼的奇偶校驗矩陣中的每個元素的值。
將參照圖6A到6C詳細(xì)描述提升LDPC碼。
如上所述，如果在LDPC碼的奇偶校驗矩陣中的第i列和第j行之間的交叉點上存在具有權(quán)重值“1”的元素，則在可變節(jié)點Vi和第j校驗節(jié)點Cj之間產(chǎn)生分支。根據(jù)提升模式，在奇偶校驗矩陣中具有值“1”的元素替換為預(yù)定k×k子矩陣，使得可變節(jié)點Vi擴充為Vi，1、Vi，2、…、Vi，k，而第j校驗節(jié)點Cj擴充為Cj，1、Cj，2、…、Cj，k。
根據(jù)k×k子矩陣，可以以因素圖的形式表示擴充后的k可變節(jié)點和k校驗節(jié)點。圖6A到6C圖解當(dāng)k×k子矩陣的k是2、3和4時，可變節(jié)點Vi和第j校驗節(jié)點Cj之間的分支的變化。
圖6A圖解如果奇偶校驗矩陣中的具有值“1”的元素被兩個2×2矩陣替換，校驗節(jié)點和可變節(jié)點之間的分支的變化，以便當(dāng)使用兩個發(fā)送天線時使用提升LDPC碼。即，關(guān)于具有值“1”的元素，預(yù)定奇偶校驗矩陣可以擴充為圖6A所示的兩個矩陣。因此可以通過兩個因素圖表示元素，其中在一個圖中Cj，1與Vi，1形成分支，而且Cj，2與Vi，2形成分支，在另一個圖中Cj，1與Vi，2形成分支，而Cj，2與Vi，1形成分支。
圖6B圖解如果具有值“1”的元素被3×3矩陣替代，表示分支變化的因素圖，以便當(dāng)使用三個發(fā)送天線時使用提升LDPC碼。參照圖6B，可以通過三個因素圖表示奇偶校驗矩陣中的具有值“1”的元素。
圖6C圖解如果具有值“1”的元素被4×4矩陣替代，表示分支變化的因素圖，以便當(dāng)使用四個發(fā)送天線時使用提升LDPC碼。參照圖6C，通過4個因素圖可以表示具有值“1”的元素。
因此，除了圖6A到6C之外，其它置換矩陣也可以用于提升LDPC碼。
此外，如圖6A到6C所示，根據(jù)用來替換奇偶校驗矩陣中的元素“1”的子矩陣可以對分支進(jìn)行各種改變。然后，將參照圖7A到8B描述當(dāng)使用兩個發(fā)送天線時利用時空碼中的提升LDPC碼的方法。
圖7A是圖解根據(jù)本發(fā)明第一實施例的提升低密度奇偶校驗碼的矩陣變化的視圖，而圖7B是表示圖7A所示的提升低密度奇偶校驗碼的因素圖。此外，圖8A是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的提升低密度奇偶校驗碼的矩陣變化的視圖，而圖8B是表示圖8A所示的提升低密度奇偶校驗碼的因素圖。
實施例1圖7圖解了單位矩陣放置在4×8矩陣700中的具有值“1”的元素的位置上，并且0矩陣放置在具有值“0”的元素位置上的矩陣，由此將基本4×8矩陣702提升為8×16矩陣704。參照圖7A，奇偶校驗矩陣(H)700轉(zhuǎn)換為基本的4×8矩陣702，而通過參照圖6A所述的預(yù)定方法，奇偶校驗矩陣中具有值“1”的每個元素被2×2矩陣替換。即在4×8奇偶校驗矩陣(H)700中具有值“1”的13個元素由2×2矩陣(包括S1到S13)替換，由此提升奇偶校驗矩陣(H)700。
可以以各種模式實現(xiàn)S1到S13的2×2子矩陣。在圖7A中，以單位矩陣的形式表示S1到S13。因此，4×8奇偶校驗矩陣(H)700提升2×2矩陣，并且產(chǎn)生8×16矩陣704。
此外，通過圖7B所示的因素圖可以表示如圖7A所示的提升LDPC矩陣，參見圖7B，由于奇偶校驗矩陣700中具有值1元素被單位矩陣替換，所以因素圖708可以表示為兩個因素圖，這是通過擴充因素圖706兩次而獲得的。因此，在提升執(zhí)行之前，因素圖708表示為兩個因素圖706。
在因素圖708中，涉及Vi，1的部分指示通過第一天線發(fā)送的數(shù)據(jù)，而涉及Vi，2的部分指示通過第二天線發(fā)送的數(shù)據(jù)。
實施例2然后，將參照圖8A和8B描述用于提高要發(fā)送到每根天線的位陣列之間的相關(guān)性的本發(fā)明的第二實施例。
通常，在解碼過程中連接到同一校驗節(jié)點的可變節(jié)點相互之間具有高相關(guān)性。因此，在根據(jù)本發(fā)明第二實施例的、使用提升LDPC碼的分層時空碼中，發(fā)送到不同天線的數(shù)據(jù)連接到同一校驗節(jié)點，由此提高發(fā)送到多根天線的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。例如，與圖7A和7B所示的第一實施例不同，圖8A和8B所示的第二實施例不使用單位矩陣替代具有值“1”的元素，但是使用置換矩陣替代元素，由此提高發(fā)送信號之間的相關(guān)性。
此外，如方程(1)所示，兩個2×2置換矩陣可以用作置換矩陣。
P1=1001---P2=0110......(1)]]>因此，如果4×8矩陣800中具有值“1”的元素被方程(1)所示的P1和P2順序替換，則可以獲得提升矩陣802和804。
參照圖8A，在形成4×8奇偶校驗矩陣H 800之后，通過結(jié)合圖6A所述的方法，使用2×2矩陣替換奇偶校驗矩陣H 800中具有值“1”的元素。即，在奇偶校驗矩陣H 800中具有值“1”的13個元素被擴充為2×2子矩陣S1到S13，由此提升奇偶校驗矩陣H 800。
可以以各種模式實現(xiàn)2×2子矩陣S1到S13。在圖8A中，以置換矩陣P1和P2的形式表示S1到S13。因此，4×8奇偶校驗矩陣(H)800提升2×2矩陣，使得產(chǎn)生8×16矩陣804。即，根據(jù)本發(fā)明第二實施例，P1施加到S2、S3、S5、S8、S9和S12，而P2應(yīng)用到S1、S4、S6、S7、S10、S11和S13。
置換矩陣P1和P2可以交替映射到奇偶校驗矩陣的相一位置上。當(dāng)子矩陣映射到“1”的位置上時，至少在一行中提供的元素之一必須與子矩陣的其它元素不同，例如包含S3、S7和S12的第一行的S7。
圖8A所示的提升LDPC矩陣可以表示為圖8B所示的因素圖。參照圖8，由于提升奇偶校驗矩陣中具有值“1”的元素被置換矩陣P1或P2替換，所以因素圖808可以表示為兩個因素圖，這是通過擴充因素圖806兩次而獲得的。此外，與圖7B所示的第一實施例不同，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的擴充的兩個因素圖相互具有相關(guān)性，由此形成圖8B所示的分支。
更具體地說，在圖8B中，由實線表示的部分是連接到發(fā)送到第一天線的數(shù)據(jù)的分支，而虛線表示的部分是連接到發(fā)送到第二天線的數(shù)據(jù)的分支。因此，與圖7B所示的因素圖708中的位陣列不同，從使用置換矩陣的提升矩陣的因素圖808可知從每根天線發(fā)送的位陣列連接到同一校驗節(jié)點。即，第一校驗節(jié)點C1，1與V3，1、V5，2和V8，1一起根據(jù)圖8A所示的提升LDPC矩陣形成分支。由實線表示的連接到的V3，1和V8，1的分支連接到發(fā)送到第一天線的數(shù)據(jù)。此外，由虛線表示的連接到V5，2的分支連接到發(fā)送到第二天線的數(shù)據(jù)。因此，可以理解從兩根天線發(fā)送的位陣列連接到同一校驗節(jié)點。相同的規(guī)則應(yīng)用到剩余的校驗節(jié)點C1，2到C4，2。
總之，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的第二實施例形成提升LDPC矩陣時，可以提高從每根天線發(fā)送的位陣列之間相關(guān)性。當(dāng)然，可以通過除了上述方法以外的各種方法來提高從每根天線發(fā)送的位陣列之間的相關(guān)性。例如當(dāng)提升LDPC矩陣時，可以通過不同地形成子矩陣來提高位陣列之間的相關(guān)性。
雖然關(guān)于兩根天線描述了本發(fā)明的第一和第二實施例，但是當(dāng)提供3根天線或更多天線時，通過轉(zhuǎn)換提升矩陣的規(guī)模也可以應(yīng)用本發(fā)明。如果提供3根天線，則LDPC矩陣的元素擴充為3×3的子矩陣。如果提供n天線，LDPC矩陣的元素擴充為n×n子矩陣。因此，可以使用各種子矩陣來提高通過每根天線發(fā)送的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。
圖9是圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的使用提升低密度奇偶校驗碼的時空編碼器的編碼過程的流程圖。參照圖9，在步驟900，對要從多根天線發(fā)送的數(shù)據(jù)執(zhí)行提升LDPC編碼處理。提升LDPC編碼模式等同于參照圖7A到8B所述的LDPC編碼模式。在步驟902中，串行-并行轉(zhuǎn)換并分配LDPC編碼數(shù)據(jù)，以便通過多個發(fā)送天線發(fā)送。所分配的數(shù)據(jù)在步驟904可以通過發(fā)送天線交錯。然而，不是必須提供具有相同結(jié)構(gòu)的發(fā)送天線交錯器。在步驟904中通過發(fā)送天線交錯步驟的數(shù)據(jù)輸入到信號映射單元，以便在步驟906關(guān)于輸入到其中的數(shù)據(jù)執(zhí)行碼元映射。然后通過多發(fā)送天線發(fā)送數(shù)據(jù)。
圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的使用提升低密度奇偶校驗碼的時空編碼器的方框圖。在下面，使用提升低密度奇偶校驗碼的時空編碼器稱為“提升LDPC時空編碼器”。
參照圖10，提升LDPC時空編碼器包括提升LDPC編碼器1004、串/并轉(zhuǎn)換器1006和交錯器1008到1010和對應(yīng)于發(fā)送天線1016到1018的信號映射單元1012到1014。此外，提升LDPC時空編碼器包括用于輸入關(guān)于發(fā)送天線數(shù)量的信息的發(fā)送天線信息單元1000和用于根據(jù)所提供的發(fā)送天線的數(shù)量控制提升的控制器。
交錯器1008到1010和信號映射單元1012到1014的數(shù)量對應(yīng)于發(fā)送天線的數(shù)量。交錯器1008到1010和信號映射單元1012到1014分別具有相同的結(jié)構(gòu)或不同的結(jié)構(gòu)。在圖10中，發(fā)送天線的數(shù)量是NT，而交錯器的數(shù)量和信號映射單元的數(shù)量也分別是NT。
發(fā)送天線信息單元1000向控制器1002發(fā)送關(guān)于發(fā)送天線1016到1018的數(shù)量的信息以便使提升LDPC時空編碼器產(chǎn)生對應(yīng)于發(fā)送天線1016到1018的數(shù)量的恰當(dāng)提升LDPC碼。
此外，接收關(guān)于發(fā)送天線1016到1018的數(shù)量的信息的提升控制器1002控制LDPC編碼器1004，以便使提升LDPC編碼器1004根據(jù)發(fā)送天線的數(shù)量執(zhí)行提升LDPC編碼。即，為了執(zhí)行提升LDPC時空編碼，使用對應(yīng)于發(fā)送天線的數(shù)量、在提升控制器1002的控制下具有優(yōu)異性能的LDPC碼，關(guān)于輸入到提升LDPC編碼器的信號執(zhí)行提升LDPC編碼，其中發(fā)送天線數(shù)量是使用來自發(fā)送天線信息單元1000的信息獲得的。
提升LDPC編碼器1004的輸出數(shù)據(jù)通過串/并轉(zhuǎn)換器1006分配到NT發(fā)送天線。通過交錯器1008到1010交錯分配到發(fā)送天線的數(shù)據(jù)。在發(fā)送到發(fā)送天線1016到1018之前，通過信號映射單元1012到1014來以碼元映射(symbol-map)通過天線交錯器1008到1010的數(shù)據(jù)。信號映射單元1012到1014可以通過各種調(diào)制模式(諸如BPSK、QPSK、16QAM、64QAM和128QAM)關(guān)于該數(shù)據(jù)執(zhí)行碼元映射。通過NT發(fā)送天線1016到1018發(fā)送信號映射單元1012到1014的輸出數(shù)據(jù)。
常規(guī)LDPC編碼器將輸入信號分配到每個發(fā)送天線而不執(zhí)行上述提升過程。結(jié)果，很難設(shè)計出對應(yīng)于發(fā)送天線數(shù)量的LDPC碼。
然而，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)基于發(fā)送天線數(shù)量的預(yù)定規(guī)則來提升LDPC碼。結(jié)果可以容易地獲得LDPC編碼。此外，通過各種提升模式可以獲得提升，使得可以提高通過發(fā)送天線發(fā)送的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，由此降低差信道環(huán)境引起的差錯率。
圖11是圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的使用提升低密度奇偶校驗碼的時空編碼器的解碼過程的流程圖。參照圖11，在步驟1100，在NR接收天線中接收從NT發(fā)送天線發(fā)送的信號。每個接收天線可以接收從NT發(fā)送天線發(fā)送的所有信號。即，第一接收天線可以接收從第一到第NT發(fā)送天線發(fā)送的信號。以相同的方式，第二到第NR接收天線中的每一個可以接收從第一到第NT發(fā)送天線發(fā)送的信號。
在步驟1102，根據(jù)在每個接收天線中接收的信號通過檢測器來檢測從每個發(fā)送天線發(fā)送的信號?？梢酝ㄟ^各種檢測模式來檢測信號。此外，由于信號的檢測模式不直接涉及本發(fā)明，所以將不在下面進(jìn)一步描述。
當(dāng)檢測到從第j發(fā)送天線發(fā)送的信號時，在第k時間間隔發(fā)送的數(shù)據(jù)可以表示為包括NT元素的向量xK，并且在第k時間間隔接收的數(shù)據(jù)可以表示為包括NR元素的向量yK。此外，如果衰落信道值是NR×NT矩陣(HK)，并且噪聲是包括NR元素的向量NK，則接收數(shù)據(jù)yK如方程(2)所示。
yK＝HKxK+nK……(2)如果多個位(b1j，b2j，…，bnj)形成通過NT信號映射單元從第j天線發(fā)送的信號xj，則關(guān)于第i位(bij)的檢測器的LLR(對數(shù)似然率(log likelihoodratio))如方程(3)所示。
Lij=logP(bji=+1|yk)P(bji=-1|yk)......(3)]]>在步驟1104，通過在第j天線中使用的交錯器的去交錯器來去交錯發(fā)送到第j天線的第i位(bij)的檢測值。除了發(fā)送到第j天線的第i位(bij)的檢測值，還去交錯從其它發(fā)送天線發(fā)送的數(shù)據(jù)的檢測值。
在步驟1106，通過NR天線去交錯器的數(shù)據(jù)輸入到并/串轉(zhuǎn)換器，使得并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)。在步驟1108，根據(jù)預(yù)定提升模式，并/串轉(zhuǎn)換器的輸出值經(jīng)受第一可變節(jié)點解碼，該預(yù)定提升模式可以根據(jù)發(fā)送天線的數(shù)量改變。
在已經(jīng)執(zhí)行可變節(jié)點編碼的情況下，在步驟1110確定是否滿足解碼中斷條件。如果滿足解碼中斷條件，則在步驟1114執(zhí)行可變節(jié)點的輸出數(shù)據(jù)的硬判決來停止解碼。
此外，可以設(shè)置解碼中斷條件來匹配迭代解碼次數(shù)。即，在執(zhí)行解碼過程預(yù)定次數(shù)后可以停止解碼過程。此外，可以使用其它條件來設(shè)置解碼中斷條件。在這種情況下，如果顯示出其它條件的預(yù)定值，則解碼過程將停止。
如果在步驟1110沒有滿足解碼中斷條件，在步驟1112在控制器的控制下，由交錯器根據(jù)存儲在存儲器中的奇偶校驗矩陣來交錯數(shù)據(jù)。在步驟1116，交錯器的輸出數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)定提升模式經(jīng)受校驗節(jié)點解碼，該預(yù)定提升模式可以根據(jù)發(fā)送天線的數(shù)量而改變。
在步驟1118，在控制單元的控制下，用于校驗節(jié)點解碼的數(shù)據(jù)根據(jù)存儲在存儲器中的奇偶校驗矩陣通過去交錯器。
在步驟1120，通過上述提升模式，去交錯的數(shù)據(jù)經(jīng)受第二可變節(jié)點解碼。在步驟1122，可變節(jié)點解碼值通過串/并轉(zhuǎn)換器1122轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，并且在步驟1124經(jīng)受NT天線交錯之后，在步驟1102輸入到檢測器。
因此，重復(fù)執(zhí)行解碼過程，使得可以精確解碼接收信號。在第一可變節(jié)點解碼步驟之后，通過考慮解碼中斷條件來做出解碼的信號的硬判決，由此最終輸出解碼的信號。
在上述解碼過程中，根據(jù)本發(fā)明的提升LDPC碼執(zhí)行天線去交錯、天線交錯、可變節(jié)點解碼和校驗節(jié)點解碼步驟。即，根據(jù)基于發(fā)送天線的數(shù)量提升的LDPC碼來執(zhí)行天線去交錯、天線交錯、可變節(jié)點解碼和校驗節(jié)點解碼步驟。
由于從發(fā)送天線發(fā)送并從解碼器的接收天線中接收到的信號中檢測的信號相互具有高相關(guān)性，所以，即使從發(fā)送天線發(fā)送的信號的信道環(huán)境相互不同，也可以有效執(zhí)行解碼。
圖12是圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的使用提升低密度奇偶校驗碼的時空編碼器的方框圖。參照圖12，提升LDPC時空解碼器包括NR多個接收天線1200到1202、檢測器1204、NR天線去交錯器1206到1208、并/串轉(zhuǎn)換器1210、第一可變節(jié)點編碼器1212、第二可變節(jié)點編碼器1224、校驗節(jié)點解碼器1220、交錯器1214、去交錯器1222、串/并轉(zhuǎn)換器1226和硬判決單元1234。此外，提供存儲器1216、交錯器控制器1218和提升控制器1232以便執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的提升LDPC時空解碼。
此外，天線交錯器1228到1230和天線去交錯器1206到1208可以處理每個發(fā)送天線的發(fā)送信號。最好，天線交錯器1228到1230的數(shù)量和天線去交錯器1206到1208的數(shù)量等于發(fā)送天線的數(shù)量。
存儲器1216在提升前存儲LDPC碼的奇偶校驗矩陣，并且交錯器控制器1218使用存儲在存儲器1216中的奇偶校驗矩陣來控制交錯器1214和去交錯器1222。此外，提升控制器1232根據(jù)預(yù)定提升模式控制可變節(jié)點解碼器1212和1214和校驗節(jié)點解碼器1220，該提升模式可以根據(jù)發(fā)送天線的數(shù)量的變換而改變。
如上所述，多個接收天線1200到1202中的每一個可以接收從多個發(fā)送天線發(fā)送的所有信號。即，第一多接收天線1200可以接收從圖10所示的NT發(fā)送天線1010到1012發(fā)送的所有信號，并且第NR多接收天線1202也接收從圖10所示的NT發(fā)送天線1010到1012發(fā)送的所有信號。
在接收天線中接收的信號輸入到檢測器1204，而檢測器1204根據(jù)所接收的信號檢測從發(fā)送天線1014到1016發(fā)送的信號，并且通過上述檢測模式輸出天線交錯器1228到1230的輸出數(shù)據(jù)。檢測器1204的輸出數(shù)據(jù)輸入到NT天線去交錯器1206到1208。
天線去交錯器1206對應(yīng)于圖10所示的天線交錯器1006，并且將交錯數(shù)據(jù)恢復(fù)為原始數(shù)據(jù)。天線去交錯器1206到1208的輸出數(shù)據(jù)輸入到并/串轉(zhuǎn)換器1210，使得從并/串轉(zhuǎn)換器1210輸出串行數(shù)據(jù)。此外，并/串轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)輸入到第一可變節(jié)點解碼器1212。第一可變節(jié)點解碼器1212計算輸入到其中的信號的概率(probability)值，并且更新和輸出信號的概率值。
提升控制器1232根據(jù)關(guān)于發(fā)送天線的信息，以第一可變節(jié)點解碼器1212可以根據(jù)發(fā)送天線的數(shù)量執(zhí)行可變節(jié)點解碼的方式控制第一可變節(jié)點解碼器1212。如參照圖7A到8B所述，一個可變節(jié)點和一個校驗節(jié)點可以根據(jù)預(yù)定提升模式分別擴充為NT可變節(jié)點和NT校驗節(jié)點，同時形成可變節(jié)點和校驗節(jié)點之間的分支。
根據(jù)通過在可變節(jié)點和校驗節(jié)點之間形成的分支傳送的信號的概率值來執(zhí)行第一可變節(jié)點解碼器1212的可變節(jié)點編碼。根據(jù)預(yù)定提升模式從NT可變節(jié)點向NT校驗節(jié)點傳送信號的概率值。
第一可變節(jié)點解碼器1212的輸出數(shù)據(jù)輸入到交錯器1214。通過校驗節(jié)點解碼器1220解碼通過交錯器1214的輸出數(shù)據(jù)。
校驗節(jié)點解碼器1220根據(jù)校驗節(jié)點更新規(guī)則更新并輸出信號的概率值。相似地，通過提升控制器1232提供的提升模式可以獲得從校驗節(jié)點向可變節(jié)點傳送的信號的概率值。
根據(jù)存儲在存儲器1216中的LDPC碼的奇偶校驗矩陣，校驗節(jié)點解碼器1220的輸出數(shù)據(jù)在交錯器控制器1218的控制下通過去交錯器1222，并且輸入到第二可變節(jié)點解碼器。第二可變節(jié)點解碼器1224基于從校驗節(jié)點傳送到其中的概率值，根據(jù)更新規(guī)則來計算將要傳送到檢測器1204的概率值。
還根據(jù)與發(fā)送天線數(shù)量匹配的提升模式，使用第二可變節(jié)點解碼器1224來執(zhí)行可變節(jié)點解碼。第二可變節(jié)點解碼器1224的輸出數(shù)據(jù)通過串/并轉(zhuǎn)換器126輸出為并行數(shù)據(jù)，而該并行數(shù)據(jù)輸入到NT天線交錯器1228到1230。天線交錯器1228到1230具有與圖10所示的那些天線交錯器相同的功能。
天線交錯器1228到1230的輸出數(shù)據(jù)再次輸入到檢測器，用于迭代解碼。通過上述過程執(zhí)行迭代解碼，可以獲得具有高可靠性的提升LDPC時空解碼。如上所述，重復(fù)執(zhí)行迭代解碼。當(dāng)完成迭代解碼時，硬判決單元1234決定可變節(jié)點解碼器1212的輸出數(shù)據(jù)的硬判決，并且輸出最終的解碼信號。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，提升LDPC碼用于時空編碼，以便提高從多根天線發(fā)送的位陣列之間的關(guān)系，由此可以無差錯地發(fā)送數(shù)據(jù)。由于有效的天線分集的緣故，可以精確恢復(fù)所接收的數(shù)據(jù)，并且可以獲得優(yōu)異的可靠性。
此外，本發(fā)明通過簡單的編碼/解碼模式提供具有優(yōu)越性的時空碼。本發(fā)明可應(yīng)用于包括多個發(fā)送/接收天線的系統(tǒng)。
盡管已參照本發(fā)明的特定優(yōu)選實例表示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員將理解的是，可在不背離由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明宗旨和范圍的前提下對本發(fā)明進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)上的修改。
權(quán)利要求
1.一種在移動通信系統(tǒng)中使用低密度奇偶校驗碼發(fā)送信號的方法，所述移動通信系統(tǒng)通過時空編碼信號來通過多個發(fā)送天線發(fā)送信號，該方法包括步驟通過使用所述多個對應(yīng)于發(fā)送天線的數(shù)量的子矩陣擴充低密度奇偶校驗矩陣中的元素的值來形成提升低密度奇偶校驗矩陣；使用提升低密度奇偶校驗矩陣來編碼信號；串/并轉(zhuǎn)換編碼信號；和通過發(fā)送天線發(fā)送編碼信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)多個發(fā)送天線的數(shù)量是NT時，子矩陣規(guī)模為NT×NT。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過子矩陣擴充的提升低密度奇偶校驗矩陣包括低密度奇偶校驗矩陣。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中如果低密度校驗矩陣的元素的值為“0”，則用于擴充元素的值的子矩陣包括“0”矩陣。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中如果低密度校驗矩陣的元素的值為“1”，則用于擴充元素的值的子矩陣包括單位矩陣。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中如果低密度校驗矩陣的元素值為“1”，則用于擴充元素值的子矩陣包括從通過交換單位矩陣的行形成的置換矩陣中選擇的矩陣。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中使用與置換矩陣不同的子矩陣擴充低密度奇偶校驗矩陣的行中的具有值“1”的至少一個元素。
8.一種用于在移動通信系統(tǒng)中使用低密度奇偶校驗碼來解碼接收信號的方法，所述移動通信系統(tǒng)通過時空編碼信號來通過多個發(fā)送天線發(fā)送信號，該方法包括步驟通過使用所述多個對應(yīng)于發(fā)送天線的數(shù)量的子矩陣擴充低密度奇偶校驗矩陣中的元素的值來形成提升低密度奇偶校驗矩陣；使用提升低密度奇偶校驗矩陣解碼接收信號；和通過解碼信號的判決來提供接收碼元。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中當(dāng)多個發(fā)送天線的數(shù)量是NT時，子矩陣規(guī)模為NT×NT。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中通過子矩陣擴充的提升低密度奇偶校驗矩陣包括低密度奇偶校驗矩陣。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中如果低密度校驗矩陣的元素的值為“0”，則用于擴充元素的值的子矩陣包括“0”矩陣。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中如果低密度校驗矩陣的元素的值為“1”，則用于擴充元素的值的子矩陣包括單位矩陣。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其中如果低密度校驗矩陣的元素值為“1”，用于擴充元素值的子矩陣包括從通過交換單位矩陣的行形成的置換矩陣中選擇的矩陣。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中使用與置換矩陣不同的子矩陣擴充低密度奇偶校驗矩陣的行中的具有值“1”的至少一個元素。
15.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括將接收信號分為幾組的步驟，在解碼接收信號之前，這幾組中的每一個分配到多個發(fā)送天線的每一個中。
16.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括在解碼接收數(shù)據(jù)之后通過重復(fù)校驗節(jié)點的解碼步驟、根據(jù)低密度奇偶校驗碼的解碼模式執(zhí)行迭代解碼的步驟。
17.如權(quán)利要求8所述的方法，其中判決是硬判決。
18.一種用于在移動通信系統(tǒng)中使用低密度奇偶校驗碼來發(fā)送信號的裝置，所述移動通信系統(tǒng)通過時空編碼信號來通過多個發(fā)送天線發(fā)送信號，該裝置包括提升低密度奇偶校驗編碼器，用于使用對應(yīng)于所述多個發(fā)送天線的數(shù)量的子矩陣擴充低密度奇偶校驗矩陣中的元素的值來形成提升低密度奇偶校驗矩陣，并且使用提升低密度奇偶校驗矩陣編碼將要發(fā)送的信號；和串/并轉(zhuǎn)換器，用于將串行編碼信號轉(zhuǎn)換為并行編碼信號。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，還包括提升控制器，用于根據(jù)關(guān)于多個發(fā)送天線的數(shù)量的信息來控制提升低密度奇偶校驗編碼器。
20.如權(quán)利要求18所述的裝置，還包括多個交錯器，用于根據(jù)多個發(fā)送天線交錯通過多個發(fā)送天線中的每一個發(fā)送的信號以便區(qū)分信號，其中所述信號在串/并轉(zhuǎn)換器中被串/并轉(zhuǎn)換；和多個信號映射單元，用于使用預(yù)定碼元映射從每個交錯器輸出的信號。
21.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中當(dāng)多個發(fā)送天線的數(shù)量是NT時，子矩陣規(guī)模為NT×NT。
22.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中通過子矩陣擴充的提升低密度奇偶校驗矩陣包括低密度奇偶校驗矩陣。
23.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中如果低密度校驗矩陣的元素的值為“0”，則用于擴充元素的值的子矩陣包括“0”矩陣。
24.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中如果低密度校驗矩陣的元素的值為“1”，則用于擴充元素的值的子矩陣包括單位矩陣。
25.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中如果低密度校驗矩陣的元素值為“1”，用于擴充元素值的子矩陣包括從通過交換單位矩陣的行形成的置換矩陣中選擇的矩陣。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中使用與置換矩陣不同的子矩陣擴充低密度奇偶校驗矩陣的行中的具有值“1”的至少一個元素。
27.一種用于在移動通信系統(tǒng)中使用低密度奇偶校驗碼來解碼接收信號的裝置，所述移動通信系統(tǒng)通過時空編碼信號來通過多個發(fā)送天線發(fā)送信號，該裝置包括存儲器，用于存儲用來通過使用所述多個對應(yīng)于發(fā)送天線的數(shù)量的子矩陣擴充低密度奇偶校驗矩陣中的元素的值來形成提升低密度奇偶校驗矩陣的提升低密度奇偶校驗矩陣；和提升低密度校驗解碼器，用于通過使用存儲在存儲器中的低密度奇偶校驗矩陣來解碼接收信號。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，還包括硬判決單元，用于通過由提升低密度奇偶校驗解碼器解碼的信號的硬判決來提供接收碼元。
29.如權(quán)利要求27所述的裝置，還包括提升控制器，用于根據(jù)關(guān)于多個發(fā)送天線的數(shù)量的信息來控制提升低密度奇偶校驗解碼器。
30.如權(quán)利要求27所述的裝置，還包括檢測器，用于通過根據(jù)多個發(fā)送天線將信號分為幾組來檢測通過接收天線接收的信號。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，還包括多個去交錯器，用于通過等同于編碼器的交錯模式的去交錯模式來去交錯信號，其中通過檢測器、根據(jù)多個發(fā)送天線將信號分為幾組。
32.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中提升低密度奇偶校驗解碼器包括第一可變節(jié)點解碼器，用于根據(jù)提升低密度奇偶矩陣關(guān)于接收信號執(zhí)行低密度奇偶可變節(jié)點解碼；校驗節(jié)點解碼器，用于交錯第一可變節(jié)點解碼器的輸出信號以便關(guān)于輸出信號執(zhí)行低密度奇偶校驗節(jié)點解碼；和第二可變節(jié)點解碼器，用于交錯校驗節(jié)點解碼器的輸出信號以便關(guān)于校驗節(jié)點解碼器的輸出信號執(zhí)行低密度奇偶可變節(jié)點解碼。
33.如權(quán)利要求32所述的裝置，其中提升低密度校驗解碼器包括交錯器，用于根據(jù)多個發(fā)送天線的數(shù)量控制交錯和去交錯。
34.如權(quán)利要求32所述的裝置，其中串/并轉(zhuǎn)換并交錯第二可變節(jié)點解碼器的輸出信號，并且由檢測器檢測經(jīng)轉(zhuǎn)換并交錯的輸出信號以便執(zhí)行迭代解碼。
35.如權(quán)利要求34所述的裝置，其中當(dāng)?shù)獯a執(zhí)行了預(yù)定次數(shù)時，第一可變解碼器的輸出信號確定為最終解碼信號。
36.如權(quán)利要求35所述的裝置，還包括硬判決單元，用于通過經(jīng)由第一可變節(jié)點解碼器解碼的信號的硬判決提供接收碼元。
37.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中當(dāng)多個發(fā)送天線的數(shù)量是NT時，子矩陣規(guī)模為NT×NT。
38.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中通過子矩陣擴充的提升低密度奇偶校驗矩陣包括低密度奇偶校驗矩陣。
39.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中如果低密度校驗矩陣的元素的值為“0”，則用于擴充元素的值的子矩陣包括“0”矩陣。
40.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中如果低密度校驗矩陣的元素的值為“1”，則用于擴充元素的值的子矩陣包括單位矩陣。
41.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中如果低密度校驗矩陣的元素值為“1”，用于擴充元素值的子矩陣包括從通過交換單位矩陣的行形成的置換矩陣中選擇的矩陣。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其中使用與置換矩陣不同的子矩陣擴充低密度奇偶校驗矩陣的行中的具有值“1”的至少一個元素。
全文摘要
用于通過時空編碼信號來通過多個發(fā)送天線發(fā)送信號的移動通信系統(tǒng)和方法。使用低密度奇偶校驗碼來發(fā)送信號。通過擴充對應(yīng)于發(fā)送天線的數(shù)量的子矩陣擴充低密度奇偶校驗矩陣中的元素的值來形成提升低密度奇偶校驗矩陣。通過使用提升低密度奇偶校驗矩陣來編碼要發(fā)送的信號。然后串/并轉(zhuǎn)換編碼信號，并且通過發(fā)送天線發(fā)送該編碼信號。
文檔編號H04J99/00GK1868145SQ200480029995
公開日2006年11月22日 申請日期2004年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月13日
發(fā)明者鄭鴻實, 金宰烈, 蔡贊秉 申請人:三星電子株式會社