專利名稱：速率兼容的截短的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(ldpc)碼的制作方法
背景技術(shù)：
無線通信已在社會上流行，從而產(chǎn)生了對更快和更可靠的無線通信技術(shù)的需要。盡管并不限于該方面，但可采用無線標(biāo)準(zhǔn)中的若干技術(shù)，諸如電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)802.11n、802.16e和802.15.3a標(biāo)準(zhǔn)。在嘗試改進(jìn)這些通信技術(shù)的可靠性時它們可采用前向糾錯能力，諸如已被提議為低復(fù)雜性和高性能的強(qiáng)前向糾錯(FEC)候選方案的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(LDPC)碼。然而，在使用可變編碼率和大小時這些FEC技術(shù)具有缺點。
因而，強(qiáng)烈需要能進(jìn)行克服了上述缺點的具有經(jīng)改進(jìn)FEC的經(jīng)改進(jìn)無線通信的裝置和方法。


本發(fā)明的主題在本說明書的結(jié)尾部分特別指出，并清楚地在權(quán)利要求中聲明。然而，本發(fā)明的組織和操作方法、以及其對象、特征和優(yōu)點可通過參考以下參閱附圖的詳細(xì)描述得到最佳地理解，在附圖中圖1示出了循環(huán)置換矩陣Hzs和長度為mz×nz的奇偶校驗矩陣H、以及基矩陣。
可以理解，為了簡單和清晰地說明，附圖中示出的元件不必按比例繪制。例如，為了清晰起見，部分元件的尺寸相對于其它元件放大。此外，在適當(dāng)考慮之下標(biāo)號可在附圖中重復(fù)，以表示相應(yīng)或相似的元件。
具體實施例方式
在以下詳細(xì)描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的全面理解。然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解無需這些具體細(xì)節(jié)也可實踐本發(fā)明。在其它實例中，不詳細(xì)描述公知方法、過程、組件和電路，以防混淆本發(fā)明。
以下詳細(xì)描述的某些部分根據(jù)對計算機(jī)存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)位或二進(jìn)制數(shù)字信號的操作的算法和符號表示來呈現(xiàn)。這些算法描述和表示可以是數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域內(nèi)那些技術(shù)人員用來向該領(lǐng)域其它技術(shù)人員傳達(dá)其工作實質(zhì)的技術(shù)。
算法在本文中通常被視為是導(dǎo)致預(yù)期結(jié)果的動作或運算的一個自洽序列。這些包括物理量的物理處理。通常，盡管并非必需，這些量取能夠存儲、傳送、組合、比較和以其它方式處理的電或磁信號的形式。已證明有時(主要出于通用原因)將這些信號引用為位、值、元、符號、字符、項、數(shù)字等是方便的。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所有這些和相似的項要與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)，并且僅僅是應(yīng)用于這些量的方便標(biāo)號。
除非另外有具體的闡述，如從以下討論中顯而易見的，可以理解在本說明書討論中使用諸如“處理”、“計算”、“運算”、“判定”等是指計算機(jī)或計算系統(tǒng)、或類似的電子計算設(shè)備的動作和/或進(jìn)程，即將計算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲器內(nèi)的表示為物理(諸如電)量的數(shù)據(jù)處理和/或變換成計算系統(tǒng)的存儲器、寄存器或其它這樣的信息存儲、傳送或顯示設(shè)備內(nèi)的類似地表示為物理量的其它數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的各個實施例可包括用于在其中執(zhí)行運算的裝置。裝置可為了預(yù)期目的具體構(gòu)建或者它可包括通用計算設(shè)備，該通用計算設(shè)備由存儲在該設(shè)備內(nèi)的程序來選擇性地激活或重新配置。該程序可被存儲在存儲介質(zhì)上，諸如但不限于包括軟盤、光盤、光盤只讀存儲器(CD-ROM)、磁性光盤的任何類型的盤片、只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、電可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦除和可編程只讀存儲器(EEPROM)、磁卡或光卡、或適于存儲電指令并能耦合到計算設(shè)備的系統(tǒng)總線的任何其它類型的介質(zhì)。
本文中呈現(xiàn)的進(jìn)程和顯示并不固有地相關(guān)于任何特定計算設(shè)備或其它裝置。各種通用系統(tǒng)可根據(jù)本文中示教與程序一起使用，或者可證明構(gòu)建執(zhí)行預(yù)期方法的更為專用的裝置是方便的。用于各種各樣這些系統(tǒng)的預(yù)期結(jié)構(gòu)將根據(jù)以下的描述來顯現(xiàn)。此外，本發(fā)明的各個實施例不參照任何特定編程語言進(jìn)行描述，可以理解，可使用各種編程語言來實現(xiàn)本文中所述的本發(fā)明示教。此外，應(yīng)當(dāng)理解本文中所述的運算、能力和特征可用硬件(分立或集成電路)和軟件的任何組合來實現(xiàn)。
可使用術(shù)語“耦合”和“連接”及其派生詞。應(yīng)當(dāng)理解，這些術(shù)語并非旨在彼此作為同義詞。相反，在特定實施例中，“連接”可用來表示兩個或多個元件彼此直接物理或電接觸?！榜詈稀笨捎糜诒硎緝蓚€或多個元件彼此直接或間接(其間有其它中間元件)地物理或電接觸，和/或兩個或多個元件彼此合作或交互(例如形成一種有效關(guān)系)。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各個實施例可用于各種各樣的應(yīng)用。盡管本發(fā)明并不限于該方面，本文中所公開的設(shè)備可用于許多裝置，諸如無線電系統(tǒng)的發(fā)送器和接收器。旨在包括于本發(fā)明的范圍內(nèi)的無線電系統(tǒng)包括，僅作為實例，蜂窩式無線電話通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、雙向無線電通信系統(tǒng)、單向?qū)ず魴C(jī)、雙向?qū)ず魴C(jī)、個人通信系統(tǒng)(PCS)、個人數(shù)字助理(PDA)、無線局域網(wǎng)(WLAN)、個人局域網(wǎng)(PAN)等。
準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(QC-LDPC)碼已被提議為低復(fù)雜性和高性能的強(qiáng)前向糾錯(FEC)候選方案。本發(fā)明的一個實施例提供了能容納多種速率和大小的編碼的QC-LDPC結(jié)構(gòu)。
LDPC碼可表征為具有低密度1的二進(jìn)制奇偶校驗矩陣H。結(jié)構(gòu)化的LDPC碼可以是其奇偶校驗矩陣中1的位置符合某模式的LDPC碼。QC-LDPC碼可形成特定類的結(jié)構(gòu)化編碼，其奇偶校驗矩陣可包括循環(huán)置換矩陣或移位單位矩陣。
現(xiàn)在參看一般示為100的圖1，循環(huán)置換矩陣Hzs通過將z×z單位矩陣的對角線向左移位s次而生成。在此，z被稱為擴(kuò)展因子或比例因子，并且s被稱為移位。符號Hz∞可被用來表示零矩陣110的特定實例。一示例在圖1中在105示出。
長度為mz×nz的奇偶校驗矩陣H可被構(gòu)建為如115上所示。在本發(fā)明一實施例中，H可根據(jù)擴(kuò)展因子z和基矩陣來唯一地確定，且其編碼率為(n-m)/n，如120上所示。在無線通信系統(tǒng)中通常可使用1/2、2/3、3/4、5/6和7/8的編碼率，盡管本發(fā)明在此方面并無限制。
在一些通信標(biāo)準(zhǔn)中，例如但不限于無線通信標(biāo)準(zhǔn)802.16e和802.11n，可期望每個LDPC編碼率具有一系列不同編碼大小的編碼。這可通過用不同擴(kuò)展因子擴(kuò)展單個基矩陣來實現(xiàn)。然而，該方法仍會需要對各編碼率的基矩陣定義。
本發(fā)明的一個實施例提供了對多個編碼率的統(tǒng)一基矩陣定義。該基矩陣定義可以是多個方矩陣的級聯(lián)Sm×Rm=(Sm×mR|Sm×mR-1|···|Sm×m3|Sm×m2|Sm×m1)]]>并且對速率(r-1)/r的基矩陣可以是Sm×rm=(Sm×mr|Sm×mr-1|···|Sm×m3|Sm×m2|Sm×m1),]]>r＝2，3，...，R。
本發(fā)明的一個實施例還提供一種前向糾錯的方法，包括采用能夠進(jìn)行用于可變編碼率和大小的統(tǒng)一的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗結(jié)構(gòu)的收發(fā)器，該收發(fā)器使用統(tǒng)一的基矩陣定義。
此外，該基矩陣定義可以是多個方矩陣的級聯(lián)Sm×Rm=(Sm×mR|Sm×mR-1|···|Sm×m3|Sm×m2|Sm×m1)]]>
并且對速率(r-1)/r的基矩陣可以是Sm×rm=(Sm×mr|Sm×mr-1|···|Sm×m3|Sm×m2|Sm×m1),]]>r＝2，3，...，R。
本發(fā)明的一個實施例還提供包括具有存儲介質(zhì)的一個物品，該存儲介質(zhì)具有存儲其上的指令，這些指令在由計算平臺執(zhí)行時，通過控制能夠進(jìn)行用于可變編碼率和大小的統(tǒng)一的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗結(jié)構(gòu)的收發(fā)器，該收發(fā)器使用統(tǒng)一的基矩陣定義，導(dǎo)致提供前向糾錯。此外，該基矩陣定義可以是多個方矩陣的級聯(lián)Sm×Rm=(Sm×mR|Sm×mR-1|···|Sm×m3|Sm×m2|Sm×m1)]]>并且對速率(r-1)/r的基矩陣可以是Sm×rm=(Sm×mr|Sm×mr-1|···|Sm×m3|Sm×m2|Sm×m1),]]>r＝2，3，...，R。
QC-LDPC可使用分層解碼技術(shù)來解碼，以實現(xiàn)增大的可能解碼吞吐量。更高的可能吞吐量可通過進(jìn)一步減小基矩陣的大小，更精確地通過減小行的長度m來實現(xiàn)。
在本發(fā)明的一個實施例中，行的長度m≥4是實現(xiàn)良好性能的最低要求，因而本發(fā)明的一個實施例對速率1/2提供基矩陣大小4×8，對速率2/3提供基矩陣大小4×12，對速率3/4提供基矩陣大小4×16，并且對速率7/8提供基矩陣大小4×32。另外，本發(fā)明的一個實施例提供統(tǒng)一基矩陣定義的使用(盡管并不限于此)。該定義可以是，但再次并不限于對于速率7/8，S4×32=(S4×48|S4×47|S4×46|S4×45|S4×44|S4×43|S4×42|S4×41),]]>并且對于速率5/6，S4×32=(S4×46|S4×45|S4×44|S4×43|S4×42|S4×41),]]>并且對于速率3/4，S4×16=(S4×44|S4×43|S4×42|S4×41),]]>并且對于速率2/3，S4×12=(S4×43|S4×42|S4×41),]]>并且對于速率1/2，S4×12=(S4×42|S4×41).]]>盡管在本文中已說明和描述了本發(fā)明的某些特征，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可進(jìn)行許多更改、替換、改變和等效。因此，可以理解所附權(quán)利要求旨在涵蓋落于本發(fā)明真實精神內(nèi)的所有這些更改和改變。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括收發(fā)器，使用統(tǒng)一基矩陣定義能夠用于可變編碼率和大小的統(tǒng)一的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述基矩陣定義是多個方矩陣的級聯(lián)Sm×Rm=(Sm×mR|Sm×mR-1|···|Sm×m3|Sm×m2|Sm×m1),]]>并且對速率(r-1)/r的基矩陣是Sm×rm=(Sm×mr|Sm×mr-1|···|Sm×m3|Sm×m2|Sm×m1),r=2,3,...,R.]]>
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述統(tǒng)一基矩陣定義的行的長度m至少為4。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，對于速率1/2基矩陣大小為4×8，對于速率2/3為4×12，對于速率3/4為4×16，對于速率5/6為4×24，對于速率7/8為4×32。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述統(tǒng)一基矩陣定義為對于速率7/8，S4×32=(S4×48|S4×47|S4×46|S4×45|S4×44|S4×43|S4×42|S4×41).]]>
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述統(tǒng)一基矩陣定義為對于速率5/6，S4×24=(S4×46|S4×45|S4×44|S4×43|S4×42|S4×41).]]>
7.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述統(tǒng)一基矩陣定義為對于速率3/4，S4×16=(S4×44|S4×43|S4×42|S4×41).]]>
8.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述統(tǒng)一基矩陣定義為對于速率2/3，S4×12=(S4×43|S4×42|S4×41).]]>
9.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述統(tǒng)一基矩陣定義為對于速率1/2，S4×12=(S4×42|S4×41).]]>
10.一種前向糾錯方法，包括采用能夠使用統(tǒng)一的基矩陣定義用于可變編碼率和大小的統(tǒng)一的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗結(jié)構(gòu)的收發(fā)器。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括使用基矩陣定義，所述基矩陣定義是多個方矩陣的級聯(lián)Sm×Rm=(Sm×mR|Sm×mR-1|···|Sm×m3|Sm×m2|Sm×m1)]]>并且對速率(r-1)/r的基矩陣是Sm×rm=(Sm×mr|Sm×mr-1|···|Sm×m3|Sm×m2|Sm×m1),r=2,3,...,R.]]>
13.具有存儲介質(zhì)的一種物品，所述存儲介質(zhì)具有存儲其上的指令，這些指令在由計算平臺執(zhí)行時，通過控制能夠使用統(tǒng)一的基矩陣定義進(jìn)行用于可變編碼率和大小的統(tǒng)一的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗結(jié)構(gòu)的收發(fā)器，導(dǎo)致提供前向糾錯。
14.如權(quán)利要求13所述的物品，其特征在于，所述基矩陣定義可以是多個方矩陣的級聯(lián)Sm×Rm=(Sm×mR|Sm×mR-1|···|Sm×m3|Sm×m2|Sm×m1)]]>并且對速率(r-1)/r的基矩陣可以是Sm×rm=(Sm×mr|Sm×mr-1|···|Sm×m3|Sm×m2|Sm×m1),r=2,3,...,R.]]>
全文摘要
本發(fā)明的一個實施例提供一種包括收發(fā)器的裝置，該收發(fā)器能使用統(tǒng)一基矩陣定義編碼和解碼用于可變編碼率和大小的統(tǒng)一的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(QC－LDPC)碼結(jié)構(gòu)。QC－LDPC碼形成其奇偶校驗矩陣包括置換或移位單位矩陣的特定類結(jié)構(gòu)化LDPC碼。該統(tǒng)一的基矩陣可以是多個方矩陣的級聯(lián)，并且對速率(r－1)/r的基矩陣可以是，r＝2，3，…，R。
文檔編號H03M13/11GK101036301SQ200580033624
公開日2007年9月12日 申請日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者B·夏 申請人:英特爾公司