專利名稱：糾錯(cuò)編碼設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
低密度奇偶檢驗(yàn)碼(LDPC)編碼方法是在無線電通信及光記錄和/或光再現(xiàn)領(lǐng)域中所使用的糾錯(cuò)編碼技術(shù)。LDPC編碼包括一個(gè)通過使用奇偶校驗(yàn)矩陣來產(chǎn)生奇偶信息(附加信息)的處理，上述奇偶校驗(yàn)矩陣的每一行和每一列都包含有數(shù)目相同的其值為1的元素，并且其他元素的值為0。在1999年的IEEE信息論匯刊(IEEE Trans.on Information Theory)第45卷第2期第399-431中所出版的、作者為D.J.MacKay、題為“Good Error CorrectionCodes Based on Very Sparse Matrices”的文章中公開了LDPC編碼的詳細(xì)說明。
當(dāng)其值為1的兩個(gè)元素的元素值位于奇偶校驗(yàn)矩陣的同一行，且具有元素值為1的元素位于這兩個(gè)元素所處的每一列時(shí)，形成了4循環(huán)狀態(tài)。圖2A和3A給出了一個(gè)奇偶校驗(yàn)矩陣的例子，在該奇偶檢驗(yàn)矩陣中這樣的4循環(huán)狀態(tài)出現(xiàn)了兩次。如圖2A和3A所示，元素值用○和□標(biāo)出的每四個(gè)元素均產(chǎn)生了一個(gè)4循環(huán)狀態(tài)。換句話說，在4循環(huán)狀態(tài)中，由具有元素值為1的四個(gè)元素形成了矩形的四個(gè)頂點(diǎn)。
利用存在有循環(huán)的奇偶校驗(yàn)矩陣所產(chǎn)生的奇偶信息不可能進(jìn)行解碼或降低了解碼性能。
奇偶校驗(yàn)矩陣需滿足兩個(gè)必要條件線性無關(guān)；并且預(yù)定數(shù)目的其值為1的元素均包含在每一行和每一列中且其他元素的值為0。然而，這兩個(gè)條件很難滿足，并且很難通過產(chǎn)生一個(gè)新的奇偶校驗(yàn)矩陣或通過移動(dòng)構(gòu)成奇偶校驗(yàn)矩陣的元素的位置來消除循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種LDPC編碼設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法可通過移動(dòng)元素的位置來使奇偶校驗(yàn)矩陣滿足必要的條件，并且可通過產(chǎn)生已去除了循環(huán)的奇偶校驗(yàn)矩陣，來提高LDPC解碼性能，其中上述所移動(dòng)的元素是在構(gòu)成奇偶校驗(yàn)矩陣的元素中形成了循環(huán)的元素。
在下述說明中部分的闡明了本發(fā)明的其他方面和/或優(yōu)點(diǎn)，在某種程度上，其可從說明書中顯而易見的得出，或從本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中獲得。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種糾錯(cuò)編碼設(shè)備，其包括奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元，該單元產(chǎn)生了奇偶校驗(yàn)矩陣，該矩陣的每一行具有多個(gè)值為1的元素、其每一列具有預(yù)定數(shù)目的值為1的元素、并且該矩陣的其他元素值為0；奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元，該單元接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元的奇偶校驗(yàn)矩陣，在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索由位于矩形各頂點(diǎn)且其值為1的四個(gè)元素所構(gòu)成的循環(huán)形成組，并且當(dāng)存在至少一個(gè)循環(huán)形成組時(shí)，用其另一元素的值0來代替循環(huán)形成組中的至少一個(gè)元素的值1，以輸出不存在有循環(huán)形成組的已調(diào)節(jié)奇偶校驗(yàn)矩陣；以及LDCP編碼單元，該單元接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元的已調(diào)節(jié)奇偶校驗(yàn)矩陣并且接收m位的消息字以執(zhí)行LDCP編碼。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種糾錯(cuò)編碼方法，其包括產(chǎn)生了奇偶校驗(yàn)矩陣，該矩陣的每一行具有多個(gè)值為1的元素，其每一列具有多個(gè)其值為1的元素，并且該矩陣的其他元素值為0；接收奇偶校驗(yàn)矩陣，在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索由位于矩形各頂點(diǎn)且其值為1的四個(gè)元素所構(gòu)成的循環(huán)形成組，并且當(dāng)存在至少一個(gè)循環(huán)形成組時(shí)，用另一元素的值0來代替循環(huán)形成組中的至少一個(gè)元素的值1，以輸出不存在有循環(huán)形成組的已調(diào)節(jié)奇偶校驗(yàn)矩陣；以及接收已修改的奇偶校驗(yàn)矩陣并且接收m位的消息字以執(zhí)行LDCP編碼。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提出了一種具有已編碼的用于執(zhí)行糾錯(cuò)編碼方法的處理指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括產(chǎn)生了奇偶校驗(yàn)矩陣，該矩陣的每一行具有多個(gè)值為1的元素，其每一列具有多個(gè)其值為1的元素，并且該矩陣的其他元素值為0；接收奇偶校驗(yàn)矩陣，在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索由位于矩形各頂點(diǎn)且其值為1的四個(gè)元素所構(gòu)成的循環(huán)形成組，并且當(dāng)存在至少一個(gè)循環(huán)形成組時(shí)，用另一元素的值0來代替循環(huán)形成組中的至少一個(gè)元素的值1，以輸出不存在有循環(huán)形成組的已調(diào)節(jié)奇偶校驗(yàn)矩陣；以及接收已修改的奇偶校驗(yàn)矩陣并且接收m位的消息字以執(zhí)行LDCP編碼。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種糾錯(cuò)編碼設(shè)備包括奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生器，該產(chǎn)生器產(chǎn)生了奇偶校驗(yàn)矩陣，該矩陣具有一行或多行及一列或多列，其每一列和每一行具有多個(gè)其值為第一值的元素和多個(gè)其值為第二值的元素；奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索由位于矩形各頂點(diǎn)且其值為第一值的四個(gè)元素所構(gòu)成的循環(huán)形成組，并且當(dāng)存在至少一個(gè)循環(huán)形成組時(shí)，用第二值來代替位于一個(gè)或多個(gè)循環(huán)形成組的每一個(gè)中的至少一個(gè)元素的值，以輸出其不存在有循環(huán)形成組的已修改奇偶校驗(yàn)矩陣；以及低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDCP)編碼器，該編碼器接收m位的消息字以執(zhí)行LDCP編碼并利用已調(diào)節(jié)的奇偶校驗(yàn)矩陣來執(zhí)行LDPC編碼。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提出了一種具有已編碼的用于執(zhí)行糾錯(cuò)編碼方法的處理指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括產(chǎn)生了奇偶校驗(yàn)矩陣，該矩陣具有一行或多行及一列或多列，其每一列和每一行具有多個(gè)其值為第一值的元素及多個(gè)其值為第二值的元素；在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索由位于矩形各頂點(diǎn)且其值為第一值的四個(gè)元素所構(gòu)成的循環(huán)形成組，并且當(dāng)存在至少一個(gè)循環(huán)形成組時(shí)，用第二值來代替位于一個(gè)或多個(gè)循環(huán)形成組的每一個(gè)中的至少一個(gè)元素的值，以輸出不存在有循環(huán)形成組的已修改奇偶校驗(yàn)矩陣；以及接收m位的消息字以執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDCP)編碼并利用已調(diào)節(jié)的奇偶校驗(yàn)矩陣來執(zhí)行LDPC編碼。


從優(yōu)選實(shí)施例的下述說明以及附圖中可明顯的得出并更容易理解本發(fā)明的這些和/或其他方面及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1給出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的糾錯(cuò)編碼設(shè)備的方框圖；圖2A至圖2D給出了一個(gè)奇偶校驗(yàn)矩陣的例子，該矩陣的元素值是由如圖1所示的奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元來調(diào)節(jié)的；圖3A至圖3D給出了構(gòu)成了4循環(huán)形成組的元素的元素值不能被移動(dòng)的情況；圖4給出了由圖1的糾錯(cuò)編碼設(shè)備所執(zhí)行的糾錯(cuò)編碼方法的流程圖；以及圖5給出了圖4中的操作230的子操作流程圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖所圖示的例子來對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明，其中從頭到尾相同的附圖標(biāo)記均是指相同的單元。下面通過參考附圖來對(duì)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述以便對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
圖1至3D給出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的糾錯(cuò)編碼設(shè)備。
圖1給出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的糾錯(cuò)編碼設(shè)備的方框圖。參考圖1，糾錯(cuò)編碼設(shè)備包括奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元110、奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元130、以及低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC)編碼單元150。奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元130包括矩陣元素校驗(yàn)單元131以及矩陣元素移動(dòng)單元133。
奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元110產(chǎn)生了奇偶校驗(yàn)矩陣C(未給出)，該矩陣的每一行包括多個(gè)其值為1的元素，其每一列包括多個(gè)其值為1的元素，并且該矩陣所包括其值為0的其他元素。奇偶校驗(yàn)矩陣C是p×c的矩陣，其中p是與奇偶信息的位數(shù)相等的值，c是與代碼字的位數(shù)相等的值并且等于p和m的總和，即p+m。這里，m是與消息字的位數(shù)相等的值。
奇偶校驗(yàn)矩陣C滿足兩個(gè)必要條件。即，每一行和每一列中的列加權(quán)和行加權(quán)必須保持恒定。列加權(quán)是包含在每一列中的其值為1的元素?cái)?shù)目，行加權(quán)是每一行中的其值為1的元素?cái)?shù)目。
奇偶校驗(yàn)矩陣C是線性無關(guān)。如果不滿足線性無關(guān)，則在編碼的過程中就不能使用奇偶校驗(yàn)矩陣C來執(zhí)行矩陣操作。
例如，如果p等于100并且m等于900，也就是說，c等于1000，那么可產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)矩陣C，使得每一行中包含3個(gè)其值為1的元素，其每一列中包含30個(gè)其值為1的元素，并且使其他元素的值為0。在這種情況下，奇偶校驗(yàn)矩陣C的列加權(quán)為3并且行加權(quán)為30。這里，列加權(quán)與行加權(quán)的比值為1∶10。然而，應(yīng)該明白的是也可能是其他比例。
奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元130接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元110的奇偶校驗(yàn)矩陣C，并且搜索由位于(w，x)、(w，y)，(z，x)及(z，y)且是由奇偶校驗(yàn)矩陣C的元素之中的其值為1的四個(gè)元素所構(gòu)成的循環(huán)形成組。其結(jié)果是，如果存在至少一個(gè)循環(huán)形成組，那么通過將元素值為1的至少一個(gè)元素移動(dòng)到值為0的另一個(gè)元素來產(chǎn)生已調(diào)節(jié)的奇偶校驗(yàn)矩陣H，即不存在循環(huán)形成組的奇偶校驗(yàn)矩陣。
在該實(shí)施例中，循環(huán)形成組是在奇偶校驗(yàn)矩陣C的元素之中的構(gòu)成了奇偶校驗(yàn)矩陣C的一組元素，該奇偶校驗(yàn)矩陣C中的其值為1的四個(gè)元素構(gòu)成了矩形的四個(gè)頂點(diǎn)。
圖2A至2D給出了奇偶校驗(yàn)矩陣C，奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元130對(duì)該矩陣的元素值進(jìn)行調(diào)節(jié)。
矩陣元素校驗(yàn)單元131(如圖1所示)搜索多個(gè)位于奇偶校驗(yàn)矩陣C中的循環(huán)形成組并將構(gòu)成兩個(gè)循環(huán)形成組的元素的位置信息輸出到矩陣元素移動(dòng)單元133。
參考圖2A，用○和□標(biāo)出元素值的四個(gè)元素，產(chǎn)生了4循環(huán)狀態(tài)。為易于理解，將由□標(biāo)出的四個(gè)元素定義為第一循環(huán)形成組，并將由○標(biāo)出的另外四個(gè)元素定義為第二循環(huán)形成組。
矩陣元素校驗(yàn)單元131將構(gòu)成第一循環(huán)形成組的各個(gè)元素的位置信息，即，(w1，x1)、(w1，y1)，(z1，x1)及(z1，y1)，以及構(gòu)成第二循環(huán)形成組的各個(gè)元素的位置信息，即，(w2，x2)、(w2，y2)，(z2，x2)及(z2，y2)輸出到矩陣元素移動(dòng)單元133。
矩陣元素移動(dòng)單元133接收構(gòu)成第一和第二循環(huán)形成組的每四個(gè)元素的兩條位置信息并移動(dòng)至少一個(gè)元素值，由此去除了奇偶校驗(yàn)矩陣C中的循環(huán)形成組。
為了更好的理解矩陣元素移動(dòng)單元133的操作，圖2B給出了如圖2A所示的簡化的奇偶校驗(yàn)矩陣C，該奇偶校驗(yàn)矩陣包括有第一循環(huán)形成組和第二循環(huán)形成組及周圍的元素值，并從奇偶校驗(yàn)矩陣C中去除了其他元素。
圖2C和2D給出了對(duì)簡化奇偶校驗(yàn)矩陣中的構(gòu)成了循環(huán)形成組的元素進(jìn)行移動(dòng)的例子。
參考圖2C，將第一循環(huán)形成組中的其元素值為1的元素從(1，3)移動(dòng)到(3，3)，并且在位于第三行上的第二循環(huán)形成組中的兩個(gè)元素中，該第三行是第一循環(huán)形成組中的元素所移動(dòng)到的行，將位于(3，1)的元素移動(dòng)到第一循環(huán)形成組最初所處的第一行上，同時(shí)要保持列值，也就是1，由此該元素被移動(dòng)到了(1，1)。
參考圖2D，將第一循環(huán)形成組中的其元素值為1的元素從(2，3)移動(dòng)到(3，3)，且在位于第三行上的第二循環(huán)形成組中的兩個(gè)元素中，該第三行是第一循環(huán)形成組中的元素所移動(dòng)到的行，將位于(3，1)的元素移動(dòng)到(2，1)。
如圖2C和2D所示，通過移動(dòng)其值為1的構(gòu)成了各個(gè)循環(huán)形成組的元素而去除了兩個(gè)循環(huán)形成組，并且奇偶校驗(yàn)矩陣滿足了兩個(gè)必要條件，由此產(chǎn)生了新的奇偶校驗(yàn)矩陣H。
根據(jù)該實(shí)施例，垂直移動(dòng)每個(gè)循環(huán)形成組中值為1的元素，使得僅改變行值，同時(shí)使列的元素值保持不變，由此所達(dá)到的效果與通過水平移動(dòng)每個(gè)循環(huán)形成組中的值為1的元素所達(dá)到的效果相同。
然而，如上所述，因?yàn)閷?duì)值為1的元素進(jìn)行了移動(dòng)，所以可能會(huì)生成所不希望的新的循環(huán)形成組。
圖3A至3D給出了不能對(duì)構(gòu)成4循環(huán)形成組的元素的元素值進(jìn)行移動(dòng)的情況。
圖3A給出了奇偶校驗(yàn)矩陣C，在該矩陣中由○和□所標(biāo)出的四個(gè)元素產(chǎn)生了一個(gè)4循環(huán)狀態(tài)。由□所標(biāo)出的四個(gè)元素屬于第一循環(huán)形成組，由○所標(biāo)出的另外四個(gè)元素屬于第二循環(huán)形成組。用一符號(hào)標(biāo)出不屬于第一和第二循環(huán)形成組且其元素值為1的元素。
圖3B給出了簡化奇偶校驗(yàn)矩陣，該矩陣包括第一和第二循環(huán)形成組以及在如圖3A所示的奇偶校驗(yàn)矩陣C中的周圍的元素值，并除去了其他元素。
如上所述，矩陣元素移動(dòng)單元133將圖3B所示的兩個(gè)循環(huán)形成組的第一循環(huán)形成組中其元素值為1的元素移動(dòng)到第二循環(huán)形成組中的元素所處的行，同時(shí)改變?cè)谙嗤猩系男械脑刂?。將第二循環(huán)形成組中的位于某一行上的兩個(gè)元素中的一個(gè)(第一循環(huán)形成組中的一個(gè)元素被移動(dòng)到該行)移動(dòng)到第一循環(huán)形成組中的元素最初所處的行。
參考圖3B，不能將第一循環(huán)形成組中位于(1，3)其值為1的元素移動(dòng)到(1，1)，其原因?yàn)榇颂幋嬖谠刂?。矩陣元素移動(dòng)單元133將構(gòu)成循環(huán)形成組的元素移動(dòng)到希望的位置，或者如果存在其元素值為1的其他元素則將上述元素移動(dòng)到不存在元素值1的另一位置。如果所有位置元素值均為1(特定循環(huán)形成組中的元素可被移動(dòng)到該位置)，那么矩陣元素移動(dòng)單元133對(duì)另外的元素進(jìn)行移動(dòng)。
圖3C給出了這樣一種情況，即將第一循環(huán)形成組中位于(2，3)的值為1的元素移動(dòng)到(3，3)，且將位于第三行上的第二循環(huán)形成組中的兩個(gè)元素中的一個(gè)元素的元素值1，即將位于(3，2)的元素移動(dòng)到(2，2)，其中所述第三行是第一循環(huán)形成組中的元素所移動(dòng)到的行。在這種情況下，如虛線所示，存在四個(gè)元素值為1的元素，即(1，1)、(1，5)、(2，1)及(2，5)，由此產(chǎn)生了新的循環(huán)形成組。因此，不能垂直移動(dòng)第一循環(huán)形成組中位于(2，3)上的元素。
圖3D給出了這樣一種情況，即將第一循環(huán)形成組中位于(2，5)的值為1的元素移動(dòng)到(3，5)，且將位于第三行上的第二循環(huán)形成組中的兩個(gè)元素中的一個(gè)元素的元素值1，即將位于(3，2)的元素移動(dòng)到(2，2)。上述第三行是第一循環(huán)形成組中的元素所移動(dòng)到的行。如虛線所示，存在四個(gè)其元素值為1的元素(位于(1，1)、(1，5)、(3，1)及(3，5)上的元素)，由此產(chǎn)生了新的循環(huán)形成組。因此，不能將第一循環(huán)形成組中的位于(2，5)上的元素移動(dòng)到(3，5)。
在存在有如圖3B所示的循環(huán)的奇偶校驗(yàn)矩陣中，對(duì)循環(huán)形成組中的任一元素進(jìn)行移動(dòng)則總是產(chǎn)生新的循環(huán)。在這種情況下，矩陣元素移動(dòng)單元133向矩陣元素校驗(yàn)單元131請(qǐng)求新的一對(duì)循環(huán)形成組的位置信息。下述操作是對(duì)新的一對(duì)循環(huán)形成組所執(zhí)行的操作，由此去除了兩個(gè)循環(huán)形成組。
矩陣元素移動(dòng)單元133重復(fù)的執(zhí)行操作，直到去除了所有的循環(huán)形成組。
如果沒有去除所有的循環(huán)形成組或還有一個(gè)循環(huán)形成組未去除，則矩陣元素移動(dòng)單元133將用于請(qǐng)求產(chǎn)生新奇偶校驗(yàn)矩陣的信號(hào)傳送到奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元110。
LDPC編碼單元150接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣移動(dòng)單元133的不存在有循環(huán)形成組的奇偶校驗(yàn)矩陣H，并接收m位的消息字Ki(i＝1，2...m)，由此執(zhí)行LDPC編碼。
LDPC編碼單元150確定滿足下述等式的矩陣XH×M＝0
其中X是(m+p)×1的矩陣k1k2···kmx1x2···xp]]>在矩陣X的元素中，K1，K2，...，Km是m位的消息字，X1，X2，...，Xp是p位的奇偶信息。因?yàn)榫仃嘓元素中的Ki(i＝1，2...m)和矩陣X是已知的，因此利用該等式可確定奇偶信息Xi(i＝1，2...p)。
LDPC編碼單元150輸出具有已被添加在消息字上的奇偶信息的代碼字并執(zhí)行LDPC編碼。
現(xiàn)在參考附圖1、4和5來對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的糾錯(cuò)編碼方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。
圖4給出了由圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的糾錯(cuò)編碼設(shè)備所執(zhí)行的糾錯(cuò)編碼方法的流程圖。
在操作210，奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元110產(chǎn)生了奇偶校驗(yàn)矩陣C，該矩陣C的每一行具有預(yù)定數(shù)目的且其元素值為1的元素，每一列具有預(yù)定數(shù)目的且其元素值為1的元素，并且該矩陣具有其元素值為0的其他元素。
在操作230，奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元130接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元110的奇偶校驗(yàn)矩陣C，搜索由位于奇偶校驗(yàn)矩陣C的元素中的(w，x)，(w，y)，(z，x)及(z，y)上且值為1的四個(gè)元素所構(gòu)成的多個(gè)循環(huán)形成組，并且如果存在至少一個(gè)循環(huán)形成組，則將循環(huán)形成組的至少一個(gè)元素的元素值1變?yōu)榱硪辉氐脑刂?，以輸出不存在有循環(huán)形成組的奇偶校驗(yàn)矩陣H。
在操作250，LDPC編碼單元150接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣移動(dòng)單元133的不存在有循環(huán)形成組的奇偶校驗(yàn)矩陣H，并接收m位的消息字Ki(i＝1，2...m)以執(zhí)行LDPC編碼。
圖5給出了如圖4所示的操作230的子操作的流程圖。
在操作231，矩陣元素校驗(yàn)單元131接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元110的奇偶校驗(yàn)矩陣C，搜索存在于奇偶校驗(yàn)矩陣C中的多個(gè)循環(huán)形成組，并將第一循環(huán)形成組的各個(gè)元素的位置信息，即(w1，x1)，(w1，y1)，(z1，x1)及(z1，y1)，以及第二循環(huán)形成組的各個(gè)元素的位置信息，即(w2，x2)，(w2，y2)，(z2，x2)及(z2，y2)輸出到矩陣元素移動(dòng)單元133。
在操作233，矩陣元素移動(dòng)單元133將第一循環(huán)形成組中的元素值為1的一個(gè)元素Sij(i＝w1或z1且j＝x1或y1)移動(dòng)到(i，x2)或(i，y2)，并將位于第二循環(huán)形成組中的其元素值為1的一個(gè)元素Qk1(k＝w2或z2且1＝x2或y2)移動(dòng)到(k，j)，其中將元素值為1的Sij移動(dòng)到該第二循環(huán)形成組所在的列上，由此去除了第一和第二循環(huán)形成組。矩陣元素移動(dòng)單元133對(duì)循環(huán)中的元素進(jìn)行水平和垂直移動(dòng)，由此達(dá)到了相同的效果。換句話說，將第一循環(huán)形成組中的其元素值為1的元素Sij(i＝w1或z1且j＝x1或y1)垂直地移動(dòng)到(w2，j)或(z2，j)，并將第二循環(huán)形成組中的其元素值為1的一個(gè)元素Qk1(k＝w2或z2且1＝x2或y2)移動(dòng)到(i，1)，其中將元素值為1的Sij移動(dòng)到該第二循環(huán)形成組所在的列上，由此去除了第一和第二循環(huán)形成組。
在操作235中，矩陣元素移動(dòng)單元133重復(fù)的執(zhí)行操作231至233，直到去除所有的循環(huán)形成組。
本發(fā)明可體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)中的可由計(jì)算機(jī)讀取的程序代碼。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)包括可存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)的各種記錄設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)包括諸如ROM、RAM、CD-ROM、磁帶、軟盤、光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)這樣的磁存儲(chǔ)介質(zhì)以及例如在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸?shù)妮d波。同時(shí)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可散布在通過網(wǎng)絡(luò)而相連的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中并可存儲(chǔ)且以分布式模式來執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀代碼。
如上所述，在本發(fā)明的前述實(shí)施例中，可對(duì)構(gòu)成了存在于奇偶校驗(yàn)矩陣中的循環(huán)形成組的元素進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)，由此使列加權(quán)和行加權(quán)保持恒定以滿足線性無關(guān)，并且從奇偶校驗(yàn)矩陣中去除了導(dǎo)致解碼性能惡化的循環(huán)形成組以提高LDPC解碼性能。
盡管已給出了本發(fā)明的實(shí)施例并對(duì)其進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于該實(shí)施例。當(dāng)然，應(yīng)該理解的是對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說在不脫離本發(fā)明的原則和精神及由權(quán)利要求和其等效體所定義的范圍的情況下可對(duì)本發(fā)明作出修改。
權(quán)利要求
1.一種糾錯(cuò)編碼設(shè)備，其包括奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元，該單元產(chǎn)生了奇偶校驗(yàn)矩陣，該矩陣的每一行具有多個(gè)值為1的元素、其每一列具有預(yù)定數(shù)目的值為1的元素、并且該矩陣的其他元素值為0；奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元，該單元接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元的奇偶校驗(yàn)矩陣，在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索由位于矩形各頂點(diǎn)且其值為1的四個(gè)元素所構(gòu)成的循環(huán)形成組，并且當(dāng)存在至少一個(gè)循環(huán)形成組時(shí)，用其另一元素的值0來代替循環(huán)形成組中的至少一個(gè)元素的值1，以輸出不存在有循環(huán)形成組的已調(diào)節(jié)奇偶校驗(yàn)矩陣；以及LDCP編碼單元，該單元接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元的已調(diào)節(jié)奇偶校驗(yàn)矩陣并且接收m位的消息字以執(zhí)行LDCP編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的糾錯(cuò)編碼設(shè)備，其中奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元包括矩陣元素校驗(yàn)單元，該單元接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元的奇偶校驗(yàn)矩陣，在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索多個(gè)循環(huán)形成組并輸出第一循環(huán)形成組的各個(gè)元素的位置信息(w1，x1)，(w1，y1)，(z1，x1)及(z1，y1)以及第二循環(huán)形成組的各個(gè)元素的位置信息(w2，x2)，(w2，y2)，(z2，x2)及(z2，y2)；以及矩陣元素移動(dòng)單元，該單元接收來自矩陣元素校驗(yàn)單元的第一循環(huán)形成組的各個(gè)元素的位置信息以及第二循環(huán)形成組的各個(gè)元素的位置信息，將第一循環(huán)形成組中的其值為1的一個(gè)元素Sij移動(dòng)到(i，x2)和(i，y2)中的一個(gè)，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，并將第二循環(huán)形成組中的其元素值為1的一個(gè)元素Qk1移動(dòng)到(k，j)，該第二循環(huán)形成組位于將Sij所移動(dòng)到的列上，由此從奇偶校驗(yàn)矩陣中去除了第一和第二循環(huán)形成組，并且其中，當(dāng)奇偶校驗(yàn)矩陣中存在兩個(gè)其他循序形成組時(shí)，奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元去除它們以便產(chǎn)生已調(diào)節(jié)的奇偶校驗(yàn)矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的糾錯(cuò)編碼設(shè)備，其中奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元包括矩陣元素校驗(yàn)單元，該單元接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元的奇偶校驗(yàn)矩陣，搜索多個(gè)存在于奇偶校驗(yàn)矩陣中的循環(huán)形成組，并輸出構(gòu)成第一循環(huán)形成組的元素的位置信息(w1，x1)，(w1，y1)，(z1，x1)及(z1，y1)以及構(gòu)成第二循環(huán)形成組的元素的位置信息(w2，x2)，(w2，y2)，(z2，x2)及(z2，y2)；以及矩陣元素移動(dòng)單元，該單元接收來自矩陣元素校驗(yàn)單元的第一循環(huán)形成組的各個(gè)元素的位置信息以及第二循環(huán)形成組的各個(gè)元素的位置信息，將第一循環(huán)形成組中的值為1的一個(gè)元素Sij移動(dòng)到(w2，j)和(z2，j)中的一個(gè)，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，并將第二循環(huán)形成組中的其元素值為1的一個(gè)元素Qk1移動(dòng)到(i，1)，其中k＝w2或z2并且1＝x2或y2，該第二循環(huán)形成組位于將Sij所移動(dòng)到的行上，由此從奇偶校驗(yàn)矩陣中去除了第一和第二循環(huán)形成組，并且其中，當(dāng)奇偶校驗(yàn)矩陣中存在兩個(gè)其他循序形成組時(shí)，奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元去除它們，以便產(chǎn)生已調(diào)節(jié)的奇偶校驗(yàn)矩陣中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的糾錯(cuò)編碼設(shè)備，其中LDPC編碼單元將奇偶信息xi(i＝1，2，...p)確定為可滿足下述等式的矩陣X的元素H×M＝0其中X是(m+p)×1的矩陣k1k2···kmx1x2···xp]]>并且輸出具有已添加到消息字ki(i＝1，2，...m)上的奇偶信息的代碼字。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的糾錯(cuò)編碼設(shè)備，其中矩陣元素移動(dòng)單元接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元的奇偶校驗(yàn)矩陣并且移動(dòng)第一循環(huán)形成組中的值為1的元素Sij，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，元素Sij的值為1并且當(dāng)被移向的位置上存在有值1時(shí)將該元素移動(dòng)到另一位置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的糾錯(cuò)編碼設(shè)備，其中矩陣元素移動(dòng)單元接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元的奇偶校驗(yàn)矩陣并移動(dòng)第一循環(huán)形成組中值為1的另一元素，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，該元素的值為1并且當(dāng)被移向的位置上存在有值1時(shí)將該元素移動(dòng)到另一位置上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的糾錯(cuò)編碼設(shè)備，其中矩陣元素移動(dòng)單元接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元的奇偶校驗(yàn)矩陣并移動(dòng)第一循環(huán)形成組中值為1的元素Sij，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，元素Sij的值為1并且當(dāng)通過移動(dòng)元素Sij而新產(chǎn)生了第三循環(huán)形成組時(shí)，將該元素移動(dòng)到另一位置上。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的糾錯(cuò)編碼設(shè)備，其中矩陣元素移動(dòng)單元接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元的奇偶校驗(yàn)矩陣并移動(dòng)第一循環(huán)形成組中的其值為1的另一元素，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，該元素的值為1并且當(dāng)通過移動(dòng)另一元素而新產(chǎn)生了第三循環(huán)形成組時(shí)將該元素移動(dòng)到另一位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的糾錯(cuò)編碼設(shè)備，其中矩陣元素移動(dòng)單元接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元的奇偶校驗(yàn)矩陣，將第一循環(huán)形成組中值為1的元素Sij移動(dòng)到另一位置上，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，并且當(dāng)沒有去除第一循序形成組和第二循環(huán)形成組時(shí)，向矩陣元素校驗(yàn)單元請(qǐng)求另一對(duì)循環(huán)形成組的位置信息以將其去除。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的糾錯(cuò)編碼設(shè)備，其中當(dāng)沒有去除存在于奇偶校驗(yàn)矩陣中的所有循環(huán)形成組時(shí)，奇偶校驗(yàn)矩陣移動(dòng)單元向奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元請(qǐng)求新的奇偶校驗(yàn)矩陣。
11.一種糾錯(cuò)編碼方法，其包括產(chǎn)生了奇偶校驗(yàn)矩陣，該矩陣的每一行具有多個(gè)值為1的元素，其每一列具有多個(gè)其值為1的元素，并且該矩陣的其他元素值為0；接收奇偶校驗(yàn)矩陣，在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索由位于矩形各頂點(diǎn)且其值為1的四個(gè)元素所構(gòu)成的循環(huán)形成組，并且當(dāng)存在至少一個(gè)循環(huán)形成組時(shí)，用另一元素的值0來代替循環(huán)形成組中的至少一個(gè)元素的值1，以輸出不存在有循環(huán)形成組的已調(diào)節(jié)奇偶校驗(yàn)矩陣；以及接收已修改的奇偶校驗(yàn)矩陣并且接收m位的消息字以執(zhí)行LDCP編碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的糾錯(cuò)編碼方法，其中接收奇偶校驗(yàn)矩陣的步驟包括接收奇偶校驗(yàn)矩陣，在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索多個(gè)循環(huán)形成組并輸出第一循環(huán)形成組的各個(gè)元素的位置信息(w1，x1)，(w1，y1)，(z1，x1)及(z1，y1)以及第二循環(huán)形成組的各個(gè)元素的位置信息(w2，x2)，(w2，y2)，(z2，x2)及(z2，y2)；將第一循環(huán)形成組中的其值為1的一個(gè)元素Sij移動(dòng)到(i，x2)和(i，y2)中的一個(gè)，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，并將第二循環(huán)形成組中的其元素值為1的一個(gè)元素Qk1移動(dòng)到(k，j)，該第二循環(huán)形成組位于將Sij所移動(dòng)到的列上，由此去除了第一和第二循環(huán)形成組；以及根據(jù)兩個(gè)其他循環(huán)形成組來重復(fù)去除循環(huán)形成組以產(chǎn)生已修改的奇偶校驗(yàn)矩陣。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的糾錯(cuò)編碼方法，其中接收奇偶校驗(yàn)矩陣的步驟包括接收奇偶校驗(yàn)矩陣，在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索多個(gè)循環(huán)形成組，并輸出構(gòu)成第一循環(huán)形成組的元素的位置信息(w1，x1)，(w1，y1)，(z1，x1)及(z1，y1)以及構(gòu)成第二循環(huán)形成組的元素的位置信息(w2，x2)，(w2，y2)，(z2，x2)及(z2，y2)；將第一循環(huán)形成組中的其值為1的一個(gè)元素Sij移動(dòng)到(w2，j)和(z2，j)中的一個(gè)，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，并將第二循環(huán)形成組中的元素值為1的一個(gè)元素Qk1移動(dòng)到(i，1)，其中k＝w2或z2并且1＝x2或y2，該第二循環(huán)形成組位于將Sij所移動(dòng)到的列上，由此去除了第一和第二循環(huán)形成組；根據(jù)兩個(gè)其他循環(huán)形成組來重復(fù)移動(dòng)一個(gè)元素以產(chǎn)生已修改的奇偶校驗(yàn)矩陣。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的糾錯(cuò)編碼方法，其中接收已修改的奇偶校驗(yàn)矩陣的步驟包括將奇偶信息xi確定為可滿足下述等式的矩陣X的元素，其中i＝1，2，...pH×M＝0其中X是(m+p)×1的矩陣k1k2···kmx1x2···xp]]>并且輸出具有已添加到消息字ki(i＝1，2，...m)上的奇偶信息xi的代碼字。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的糾錯(cuò)編碼方法，其中移動(dòng)一個(gè)元素的步驟包括接收奇偶校驗(yàn)矩陣，并且當(dāng)?shù)谝谎h(huán)形成組中元素Sij的值為1時(shí)，當(dāng)在所移向的位置上存在有值1時(shí)，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，則將值為1的元素Sij移動(dòng)到另一位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的糾錯(cuò)編碼方法，其中移動(dòng)一元素的步驟包括接收奇偶校驗(yàn)矩陣C，并且在對(duì)第一循環(huán)形成組中的其值為1的元素Sij進(jìn)行移動(dòng)的情況下，如果在所移向的位置上存在有值1，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，則將其元素值為1的另一元素移動(dòng)到另一位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的糾錯(cuò)編碼方法，其中移動(dòng)一個(gè)元素的步驟包括接收奇偶校驗(yàn)矩陣C，并且在對(duì)第一循環(huán)形成組中的其值為1的元素Sij進(jìn)行移動(dòng)的情況下，如果產(chǎn)生了第三循環(huán)形成組，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，則將其元素值為1的元素Sij移動(dòng)到另一位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的糾錯(cuò)編碼方法，其中移動(dòng)一個(gè)元素的步驟包括接收奇偶校驗(yàn)矩陣C，并且其中，在對(duì)第一循環(huán)形成組中的其值為1的元素Sij進(jìn)行移動(dòng)的情況下，當(dāng)產(chǎn)生了第三循環(huán)形成組時(shí)，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，則將其元素值為1的另一元素移動(dòng)到另一位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求12的糾錯(cuò)編碼方法，其中移動(dòng)一個(gè)元素的步驟包括接收奇偶校驗(yàn)矩陣C，將第一循環(huán)形成組中的其值為1的元素Sij移動(dòng)到另一位置，其中i＝w1或z1并且j＝x1或y1，并且當(dāng)沒有去除第一循環(huán)形成組和第二循環(huán)形成組時(shí)，接收另一對(duì)循環(huán)形成組以去除該對(duì)循環(huán)形成組。
20.根據(jù)權(quán)利要求12的糾錯(cuò)編碼方法，進(jìn)一步包括，當(dāng)沒有去除存在于奇偶校驗(yàn)矩陣中的所有循環(huán)形成組時(shí)，產(chǎn)生新的奇偶校驗(yàn)矩陣，并重復(fù)接收奇偶校驗(yàn)矩陣，移動(dòng)一個(gè)元素Sij，及重復(fù)去除循環(huán)形成組。
21.一種具有已編碼的用于執(zhí)行糾錯(cuò)編碼方法的處理指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括產(chǎn)生了奇偶校驗(yàn)矩陣，該矩陣的每一行具有多個(gè)值為1的元素，其每一列具有多個(gè)其值為1的元素，并且該矩陣的其他元素值為0；接收奇偶校驗(yàn)矩陣，在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索由位于矩形各頂點(diǎn)且其值為1的四個(gè)元素所構(gòu)成的循環(huán)形成組，并且當(dāng)存在至少一個(gè)循環(huán)形成組時(shí)，用另一元素的值0來代替循環(huán)形成組中的至少一個(gè)元素的值1，以輸出不存在有循環(huán)形成組的已調(diào)節(jié)奇偶校驗(yàn)矩陣；以及接收已修改的奇偶校驗(yàn)矩陣并且接收m位的消息字以執(zhí)行LDCP編碼。
22.一種糾錯(cuò)編碼設(shè)備包括奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生器，該產(chǎn)生器產(chǎn)生了奇偶校驗(yàn)矩陣，該矩陣具有一行或多行及一列或多列，其每一列和每一行具有多個(gè)其值為第一值的元素和多個(gè)其值為第二值的元素；奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索由位于矩形各頂點(diǎn)且其值為第一值的四個(gè)元素所構(gòu)成的循環(huán)形成組，并且當(dāng)存在至少一個(gè)循環(huán)形成組時(shí)，用第二值來代替位于一個(gè)或多個(gè)循環(huán)形成組的每一個(gè)中的至少一個(gè)元素的值，以輸出其不存在有循環(huán)形成組的已修改奇偶校驗(yàn)矩陣；以及低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDCP)編碼器，該編碼器接收m位的消息字以執(zhí)行LDCP編碼并利用已調(diào)節(jié)的奇偶校驗(yàn)矩陣來執(zhí)行LDPC編碼。
23.一種具有已編碼的用于執(zhí)行糾錯(cuò)編碼方法的處理指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括產(chǎn)生了奇偶校驗(yàn)矩陣，該矩陣具有一行或多行及一列或多列，其每一列和每一行具有多個(gè)其值為第一值的元素及多個(gè)其值為第二值的元素；在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索由位于矩形各頂點(diǎn)且其值為第一值的四個(gè)元素所構(gòu)成的循環(huán)形成組，并且當(dāng)存在至少一個(gè)循環(huán)形成組時(shí)，用第二值來代替位于一個(gè)或多個(gè)循環(huán)形成組的每一個(gè)中的至少一個(gè)元素的值，以輸出不存在有循環(huán)形成組的已修改奇偶校驗(yàn)矩陣；以及接收m位的消息字以執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDCP)編碼并利用已調(diào)節(jié)的奇偶校驗(yàn)矩陣來執(zhí)行LDPC編碼。
全文摘要
一種糾錯(cuò)編碼設(shè)備包括奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元產(chǎn)生了奇偶校驗(yàn)矩陣，該矩陣的每一行具有多個(gè)其值為1的元素、其每一列具有預(yù)定數(shù)目的其值為1的元素、并且該矩陣具有其值為0的其他元素；奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生單元的奇偶校驗(yàn)矩陣，在奇偶校驗(yàn)矩陣中搜索由位于矩形各頂點(diǎn)且其值為1的四個(gè)元素所構(gòu)成的循環(huán)形成組，并且當(dāng)存在至少一個(gè)循環(huán)形成組時(shí)，用另一元素的值0來代替循環(huán)形成組中至少一個(gè)元素的值1，以輸出不存在有循環(huán)形成組的已調(diào)節(jié)奇偶校驗(yàn)矩陣；LDCP編碼單元接收來自奇偶校驗(yàn)矩陣調(diào)節(jié)單元的已調(diào)節(jié)奇偶校驗(yàn)矩陣并且接收m位的消息字以執(zhí)行LDCP編碼。
文檔編號(hào)H03M13/09GK1514548SQ200310120939
公開日2004年7月21日 申請(qǐng)日期2003年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月15日
發(fā)明者金基鉉, 樸仁植, 沈載晟, 韓聲休 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社