專利名稱：編碼方法和編碼設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對具有不同編碼率的多個碼編碼的編碼方法和編碼設(shè) 備，具體地，涉及使得碼在低碼率和高碼率兩種情況下都具有良好的BER (比特誤差率)性能的編碼方法和編碼設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，在許多通信設(shè)備以及記錄和再現(xiàn)設(shè)備中，通過發(fā)送從對輸入信息 序列編碼形成的碼序列來嘗試降低數(shù)字發(fā)送信息的BER。
圖1是示出由發(fā)送設(shè)備11和接收設(shè)備12組成的傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)1的 配置的框圖。
在圖1中，首先用戶側(cè)的信息序列被輸入到編碼器21,并以k/n的速率 對其編碼以成為碼序列。
在這里，k是信息字長度，n是碼字長度，以及k/n被稱為碼率或編碼率。 而且，對于編碼，經(jīng)常組合多種類型的編碼，比如加密、糾4晉編碼和RLL (游程長度受限)編碼。
碼序列被輸入到發(fā)送器22,并且在無線通信系統(tǒng)1中的發(fā)送設(shè)備11的 情況下，通過發(fā)送器22中的發(fā)送天線將發(fā)送信號向空間發(fā)送。
發(fā)送信號被輸入到接收器31,并且在無線通信系統(tǒng)1中的接收設(shè)備12 的情況下，通過接收器31中的接收天線將輸入信號從空間中的信號轉(zhuǎn)換為 模擬接收信號。
通過使用模擬均衡器(未在示意圖中表示出)將這些模擬信號均衡 (equalize)為預(yù)定目標(biāo)的均衡特性，然后每次在A/D (模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換器 32中將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字接收信號。相位同步電路(未在示意圖中表示出)被包 括在A/D轉(zhuǎn)換器32中。
在碼檢測器33中，數(shù)字接收信號被轉(zhuǎn)換為檢測的碼序列或關(guān)于其后驗 概率的信息的序列，其后被輸入到解碼器34，隨后以n/k的速率被解碼為檢 測信息字，以變?yōu)闄z測信息序列。然而，如果模擬均衡器的均衡不充分，則還存在在A/D轉(zhuǎn)換器32和碼 檢測器33之間提供數(shù)字均衡器的情況。而且，近年來，通常在碼檢測器33 中使用諸如維特比檢測器(Viterbi detector)之類的軟判決檢測器。此外，如 果在解碼器34中使用迭代解碼方法，則在一些情況下在碼檢測器33中使用 后驗概率檢測器。
盡管在圖1中描述了由發(fā)送設(shè)備11和接收設(shè)備12組成的無線通信系統(tǒng) 1,但是還能夠采用由其中提供了記錄器而不是發(fā)送器22的記錄設(shè)備和其中 提供了再現(xiàn)器而不是接收器31的再現(xiàn)設(shè)備組成的記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)。在該情 況下，在記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)中由編碼器21、 A/D轉(zhuǎn)換器32、碼檢測器33和解 碼器34執(zhí)行的處理與在無線通信系統(tǒng)1中執(zhí)行的處理類似。
順便提及，在圖1中，將各種碼作為用在編碼器21和解碼器34中的糾 錯碼來研究，并且已將諸如RS (理德-所羅門)碼之類的部分的碼投入了實 際使用中。
近年來，關(guān)于例如諸如移動通信和深空間通信之類的通信領(lǐng)域和諸如陸 地或衛(wèi)星數(shù)字廣播之類的廣播領(lǐng)域的研究正得到大力發(fā)展。與之一起，與以 增強(qiáng)糾錯編碼和解碼中的效率為目的的碼理論有關(guān)的研究也在進(jìn)行。
作為對碼性能的理，淪限制，由所謂的Shannon ( C. E. Shannon)信道編 碼理論給出的Shannon極限是已知的。與碼理論有關(guān)的研究的目的之一是開 發(fā)呈現(xiàn)出接近該Shannon極限的性能的碼。作為呈現(xiàn)出接近Shannon極限的 性能的編碼方法，已經(jīng)開發(fā)了諸如并行級聯(lián)巻積碼和串行級聯(lián)巻積碼之類的 被稱為所謂的turbo編碼的方案。
而且，近年來，在開發(fā)這些turbo碼的同時，關(guān)于作為由圖1中的編碼 器21和解碼器34使用并有效降低發(fā)送信息的BER的糾錯碼之一的低密度 奇偶校驗(LDPC (低密度奇偶校驗碼))碼的研究正在積極進(jìn)行。
盡管LDPC碼是由R. G. Gallager在1962年提出并且很久前就是已知的 碼，但是最近變得清晰的是，LDPC碼具有非常優(yōu)異的解碼性能。在非專利 文件1中公開了 LDPC碼。由于最近的研究，正在成為已知的是，在具有低 碼率的碼的情況下，當(dāng)將碼長度設(shè)置得更長時，LDPC碼可以達(dá)到更接近 Shannon極限的性能。而且，LDPC碼具有最小距離不需要與碼長度成比例 的特性。
在這里，LDPC碼是指具有奇偶校驗矩陣(下文中稱為校驗矩陣)的奇
6偶校驗碼，在該校驗矩陣中，非零元素的密度低(稀疏)。
量的非常廣范圍的碼的名稱，并且不像例如通常公知的RS碼那樣，LDPC 碼不是指遵循某一特定碼生成規(guī)則的碼。也就是說，需要將注意力放到無限 存在許多可以被稱為LDPC碼的碼的事實。
而且，通常，將被稱為和-積解碼方法或置信傳播(BP)解碼方法的迭 代解碼方法之一應(yīng)用于LDPC碼的解碼。
在LDPC碼中，校驗矩陣的列權(quán)重恒定的這種碼被稱為規(guī)則LDPC碼， 而校驗矩陣的列權(quán)重不恒定的這種LDPC碼被稱為不規(guī)則LDPC碼。
與規(guī)則LDPC碼相比，不規(guī)則LDPC碼通?？梢赃_(dá)到更高的糾錯能力， 但是容易導(dǎo)致更大的電路規(guī)模。然而，當(dāng)碼率更高時，不規(guī)則LDPC碼和規(guī) 則LDPC碼之間的糾錯能力的差別更小。
此外，近年來，將很久前已知的QC (類循環(huán))碼用作LDPC碼的方法 作為可以降低用于LDPC碼的編碼器和解碼器(圖1中的編碼器21和解碼 器34)的電路規(guī)模的方法之一正吸引著注意力。
QC碼的校驗矩陣的規(guī)則性非常高，并且期望當(dāng)將QC碼用作LDPC碼 時，可以通過利用該規(guī)則性來降低編碼器和解碼器的電路規(guī)模。
在這里，QC碼指的是這樣的碼，在該碼中，從任意碼字循環(huán)移位了作 為某個自然數(shù)的周期p (B/^")而產(chǎn)生的序列是不同于原始碼字的碼字。 p=l的QC碼被稱為循環(huán)碼。
在例如非專利文件2中乂>開了 QC碼的細(xì)節(jié)。可以通過使用p q個循 環(huán)矩陣來表示QC碼的校驗矩陣，其中q是自然數(shù)。
通常，將m行和m列(mxm)的循環(huán)矩陣定義為從對諸如第一列之類 的任意某列的循環(huán)移位產(chǎn)生所有列的矩陣。
具體地，如果將mxm循環(huán)矩陣C中最左邊的第一列向量定義為 [xoXl . Xm.i]T (T表示轉(zhuǎn)置運算)，則將C表示為下面的等式(1)。 [公式1] <formula>formula see original document page 7</formula>
(1)盡管在等式(l)中，在矩陣的向下方向上循環(huán)移位了循環(huán)矩陣c的各 列，但是可以通過在向上方向上對其循環(huán)移位來定義循環(huán)矩陣c。循環(huán)矩陣 的逆矩陣和兩個循環(huán)矩陣的乘積每個都是循環(huán)矩陣。
通常，將由p q個循環(huán)矩陣組成并具有周期p的QC碼的校驗矩陣H(p，q) 定義為下面的等式(2)。 [公式2]
A,0 A,,…A,"
(2)
這里，在等式(2)中，Di,h是附xp矩陣，其第j列是在下面等式(3) 的矩陣/Z'(/^)中的附xm循環(huán)矩陣Qj的第h列(0《/7<w),其中從7/(;^)中 的列的重排產(chǎn)生該矩陣i/'O,《)。 [公式3]
<formula>formula see original document page 8</formula>
(3)
因為等式(3)僅從等式(2)的列的重排產(chǎn)生，所以不論碼具有哪個校 驗矩陣，對具有白噪聲的接收信號的解碼性能是相同的。因此，在下文中， 除非指出特別注意，否則在具有等式(2)形式的校驗矩陣與具有等式(3) 形式的校驗矩陣之間不進(jìn)行區(qū)分。
在這樣的QC碼校驗矩陣中的各個循環(huán)矩陣的列權(quán)重We是等于或大于 零的任意整數(shù)，并且各個循環(huán)矩陣可以具有不同的列權(quán)重。然而，通常，作 為用于設(shè)計校驗矩陣的具體方法，目前為止僅用于設(shè)計q=l 、 w^2且wc恒 定的校驗矩陣的方法以及用于設(shè)計《》2且Wc屬于(O, 1}的校驗矩陣的方法 是已知的。
計q=l且w^2的校驗矩陣的具體方法。
而且，在例如非專利文件5中公開了用于設(shè)計《22且We屬于(O， 1}的 校驗矩陣的具體方法。如果使用《22且Wc屬于(O， 1}的校驗矩陣，則存在可以相對容易地設(shè)
計規(guī)則LDPC碼和不規(guī)則LDPC碼兩者的優(yōu)勢。
另外，如果碼長度有點長并且碼率低，則采用Wc屬于(O, 1}的關(guān)系還 提供了當(dāng)將該碼用作LDPC碼時容易獲得低誤差率的性能的優(yōu)勢，因為在校 驗矩陣上很難出現(xiàn)短周期。
另一方面，如非專利文件4中還指出的，如果碼長度相同，則可以設(shè)計 在使用q=l且w^2的校驗矩陣時比在使用《^2且Wc屬于(0, 1}的校驗矩陣 時具有更高碼率的自正交QC碼。通常已知的是，如果碼是自正交的，則在 其校驗矩陣中不存在長度為4的周期，并且當(dāng)將其用作LDPC碼時，可以改 善其解碼性能。
可以通過使用非常簡單的移位寄存器電路來執(zhí)行QC碼的編碼。在例如 上述的非專利文件2、專利文件1和專利文件2中公開了用于其的方法。
一，還提出了在校驗矩陣的一部分中構(gòu)造下三角形式或雙對角線形式的方 法，并且在例如非專利文件6中公開了其細(xì)節(jié)。如果使用該方法，碼不需要 是QC碼。
順便提及，通常在無線通信設(shè)備(圖1中的無線通信系統(tǒng)1)中，準(zhǔn)備 了具有不同碼率的多個糾錯碼，并且在許多情況下，取決于傳輸路徑的條件 選擇并使用其中之一。
在該情況下，如果對于所有的碼提供了不同的編碼器和解碼器(圖1中 的編碼器21和解碼器34)，則通常電路規(guī)模變大。因此，期望盡可能地共享 這些多個編碼器和解碼器的電路。被設(shè)計為盡可能地由具有不同碼率的多個 碼共享該
電路的碼通常被稱為速率兼容碼(Rate-Compatible code )。 同樣對于LDPC碼，近年來，正在進(jìn)行設(shè)計速率兼容LDPC (在下文中 稱為RC-LDPC)碼的各種研究。
對于RC-LDPC碼，通常是轉(zhuǎn)換或照原樣使用某一原始碼(母碼)的校 驗矩陣來準(zhǔn)備具有其他碼率的碼的校驗矩陣的方案。對于目前為止所報告的 RC-LDPC碼，在許多情況下其校驗矩陣具有等式(2)中的《》2且Wc屬于 {0, 1}的形式，并且在例如非專利文件7、非專利文件8和專利文件3中/> 開了其內(nèi)容。用于構(gòu)建RC-LDPC碼的許多方法利用在碼理論中通常公知的截斷 (puncturing )和縮短的才支術(shù)，并且例如非專利文件7的方法也利用了截斷。
另一方面，在非專利文件8和專利文件3中提出了如下方法對每個循 環(huán)矩陣，通過對具有高碼率的母碼的校驗矩陣中的每行執(zhí)行分割(分裂， splitting),來獲得具有低碼率的碼的校驗矩陣。
圖2是用于說明非專利文件8中公開的在校驗矩陣中的一些循環(huán)矩陣中 執(zhí)行的行分裂的示意圖。
在圖2中，通過將0視為零矩陣并將1視為wc=l的循環(huán)矩陣，表示了 在《^2且We屬于(O, 1}的校驗矩陣中將循環(huán)矩陣分裂為多級(stage)的方 式。而且，盡管在圖2中沒有示意表示出wc=l的循環(huán)矩陣具體是什么，但 是需將注意力放到如下這點除了零矩陣之外的分裂之后的所有各循環(huán)矩陣 都由與分裂之前的循環(huán)矩陣相同的循環(huán)矩陣形成。
如果將分裂之前的校驗矩陣中的行數(shù)定義為mP則通過將循環(huán)矩陣分 裂為像圖2中那樣的兩級，分裂之后的校驗矩陣中的行數(shù)變?yōu)?m!?，F(xiàn)在， 如果假設(shè)校驗矩陣是滿秩的，也就是校驗矩陣中的行數(shù)等于奇偶校驗位數(shù) (parity number),則具有分裂之前的校驗矩陣的碼的碼率是(n-mO/n，而具 有從將每行分裂為兩級得到的校驗矩陣的碼的碼率是(n-2m0/n。
如果通過重復(fù)執(zhí)行這樣的循環(huán)矩陣分裂來構(gòu)造多個校驗矩陣，則允許共 享解碼電路，因為這些校驗矩陣的基本形式是相同的。
不論奇偶校驗位的位置在校驗矩陣上的哪里，都能夠編碼和解碼。然而， 在實際系統(tǒng)中，因為在系統(tǒng)配置方面的容易性，所以期望奇偶校驗位的位置 以恒定間隔存在于校驗矩陣上，或者全部排列在校驗矩陣上的右側(cè)或左側(cè)。
然而，如果通過像圖2中那樣執(zhí)行行分裂來構(gòu)造多個校驗矩陣，則對于 所有校驗矩陣，將奇偶校驗位布置在校驗矩陣上的期望位置處并不容易。因 此，在非專利文件8中，每個校驗矩陣具有類似非專利文件7中公開的雙對 角線形式，以便將奇偶校驗位排列在校驗矩陣的右側(cè)。從而，對于奇偶校驗 位部分，不能執(zhí)行像圖2那樣的行分裂，打破了其規(guī)則性。
與非專利文件8的方法類似，專利文件3的方法也是對每個循環(huán)矩陣在 行方向上執(zhí)行分裂的方法。然而，盡管包括奇偶校驗位部分在內(nèi)執(zhí)行了像圖 2中示出那樣的校驗矩陣的行分裂，但是在專利文件3公開的方法中沒有示 出具體編碼方法。例如在專利文件3中公開的碼中，奇偶校驗位部分不規(guī)則地存在于校驗矩陣上。
因此，同樣在專利文件3中，指出了必須組合諸如雙對角線形式之類的
形式以便形成實用的編碼器的可能性。然而，在該情況下，與非專利文件8 的情況類似，打破了奇偶校驗位部分的規(guī)則性。
專利文件1:美國專利No.3475724
專利文件2:美國專利No.6928602
專利文4牛3: I. Rakkis， "System and Method for a Turbo Low-density Parity-check Decoder,"美國專利申請公開，US2007/0043998 Al， 2007年2月。
非專利文件1: R. G. Gallager, "Low Density Parity Check Codes," MIT Press, Canbridge， Mass., 1963年。
非專利文件2: R. Townsend和E. Weldon， Jr.， "Self-Orthogonal Quasi-Cyclic Codes," IEEE Trans. Info. Theory, IT-13巻，2期，183-195頁， 1967年4月。
非專利文件3: Y. Kou， S. Lin和M. Fossorier， "Low Density Parity Check Codes on Finite Geometries: A Rediscovery and New Results," IEEE Trans. Info. Theory, 47巻，7期，2711-2735頁，2001年11月。
非專利文"f牛4: M. Noda, "Designing a Self-orthogonal Quasi-cyclic Code with Extended Minimum Hamming Distance," Proc. 4th International Symposium in Turbo Code and Related Topics, Munich,德、國，2006年4月。
非專利文件5: M. Fossorier, "Quasi-cyclic Low-density Parity-check Codes From Circulant Permutation matrices," IEEE Trans. Info. Theory, 50巻，8期， 1788-1793頁，2004年8月。
非專利文件6: T. J. Richardson和R. L. Urbanke, "Efficient Encoding of Low-density Parity-check Codes," IEEE Trans. Info. Theory, 47巻,2期, 638-656頁，2001年2月。
非專利文件7: D. Klinc， J. Ha， J. Kim和S. W. McLaughlin, "Rate-compatible Punctured Low-density Parity-check Codes for Ultra Wide Band System," Proc. IEEE (GLOBECOM 2005), 3856-3860頁。
非專利文件8: H-G. Joo, D-J shin和S-N. Hong, "New Construction of Rate-compatible Block-type Low-density Parity-check Codes using Splitting,"
iiProc. IEEE (PIMRC 2006), 2006年9月
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
如上所述，對于目前為止所提出的RC-LDPC碼，通常具有不同碼率的 所有LDPC碼的4^險矩陣由《^2且Wc屬于(0, 1}的循環(huán)矩陣組成。
然而，該方法涉及如下問題如果碼長度恒定，則設(shè)計可以在高碼率時 達(dá)到良好的BER的碼是相對困難的。
此外，對于目前為止所公開的RC-LDPC碼，如下方法是普遍的在校 驗矩陣的奇偶校驗部分中采用下三角形式或雙對角線形式，使得對于所有具 有不同碼率的碼，奇偶校驗位置可以是校驗矩陣上的恒定位置。
因此，存在的問題是，校驗矩陣的規(guī)則性在奇偶校驗部分和信息字部分 之間不同。
考慮到這些情況做出本發(fā)明，并且本發(fā)明使得能夠構(gòu)造如下實用的 RC-LDPC碼其包括在比以前更高的碼率時具有良好BER性能的碼，并且 還允許用低碼率編碼。
技術(shù)方案
作為本發(fā)明的一個方面的編碼方法是用于對LDPC (低密度奇偶校驗) 碼編碼的編碼設(shè)備的編碼方法，所述LDPC碼具有多個碼率，并且其所有奇 偶校驗矩陣由多個循環(huán)矩陣組成。所述編碼方法包括步驟以如下方式執(zhí)行 編碼當(dāng)將LDPC碼中的、碼率不是最小值的某個碼的校驗矩陣中循環(huán)矩陣 的最大列權(quán)重定義為Wo,并將具有比所述某個碼的碼率低的碼率的碼的校驗 矩陣中循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重定義為Wl時，滿足Kwq且Wl<w0。。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，當(dāng)將奇偶校驗行中的循環(huán)矩陣的一邊定義為m時，基于 指示位1在具有高碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的某列中的位置的某個行地址 是b的假設(shè)，利用對于每個循環(huán)矩陣恒定并且等于或大于0的整數(shù)c，能夠 將指示位1在具有較低碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的列中的位置的行地址表 示為b+cm。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，調(diào)整b或c的值，使得在碼的校驗矩陣中的所有奇偶校 驗位置都在校驗矩陣上的右側(cè)、或在校驗矩陣上的左側(cè)、或具有恒定間隔。 能夠?qū)崿F(xiàn)的是，具有最高碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的循環(huán)矩陣的個數(shù)在行方向上僅是一個，并且滿足2〈Wo。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，具有最低碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的循環(huán)矩陣的列權(quán)
重是O或1。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，對于所有碼率的碼，奇偶校驗矩陣的列權(quán)重恒定。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，奇偶校驗矩陣的列權(quán)重是3。 能夠?qū)崿F(xiàn)的是，所有的碼是自正交的。 能夠?qū)崿F(xiàn)的是，所有碼的最小漢明距離至少是6。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，執(zhí)行編碼包括對通過改變單位矩陣的一邊的長度m獲得 的并且具有不同碼長度的碼執(zhí)行編碼。
作為本發(fā)明一個方面的編碼設(shè)備是用于對LDPC碼編碼的編碼設(shè)備，所 述LDPC碼具有多個碼率，并且其所有奇偶校驗矩陣由多個循環(huán)矩陣組成。 所述編碼設(shè)備包括編碼裝置，用于以如下方式執(zhí)行編碼當(dāng)將LDPC碼中 的、碼率不是最小值的某個校驗矩陣中循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重定義為wG，并
將具有比該碼率低的碼率的碼的校驗矩陣中循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重定義為
Wi時，滿足1 <W0且W!勿o 。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，當(dāng)將奇偶校驗行中的循環(huán)矩陣的一邊定義為m時，基于 指示位1在具有高碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的某列中的位置的某個行地址 是b的假設(shè)，利用對于每個循環(huán)矩陣恒定并且等于或大于0的整數(shù)c,能夠 將指示位1在具有較低碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的列中的位置的行地址表 示為b+cm。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，調(diào)整b或c的值，使得在碼的校驗矩陣中的所有奇偶校 驗位置都在校驗矩陣上的右側(cè)、或在校驗矩陣上的左側(cè)、或具有恒定間隔。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，具有最高碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的循環(huán)矩陣的個數(shù) 在行方向上僅是一個，并且滿足2< 0。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，具有最低碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的循環(huán)矩陣的列權(quán) 重是O或1。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，對于所有碼率的碼，奇偶校驗矩陣的列權(quán)重恒定。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，奇偶校驗矩陣的列權(quán)重是3。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，所有的碼是自正交的。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，所有的碼的最小漢明距離至少是6。
能夠?qū)崿F(xiàn)的是，執(zhí)行編碼，包括對通過改變單位矩陣的一邊的長度m獲得的并且具有不同碼長度的碼執(zhí)行編碼。
在本發(fā)明的一個方面中，執(zhí)行編碼，使得當(dāng)將LDPC碼中的、碼率不是 最小值的某個校驗矩陣中的循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重定義為w。、并將具有低于
該碼率的碼率的碼的校驗矩陣中的循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重定義為Wi時，滿 足1〈Wo和W^W()。
有益效果
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，對于具有更低碼率的碼，校驗矩陣
中循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重被減小到更大范圍。這使得能夠執(zhí)行RC-LDPC碼 的編碼，使得對于具有高碼率的碼和具有低碼率的碼兩者都能夠?qū)崿F(xiàn)良好的 BER性能。
而且，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，能夠構(gòu)造包括在高碼率下具有良好BER 性能的碼并且還允許用低碼率進(jìn)行編碼的實用RC-LDPC碼。


圖l是示出傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)的配置的框圖。圖2是在非專利文件8中公開的在校驗矩陣中的一些循環(huán)矩陣中 執(zhí)行行分裂的一個例子。圖3是示出本發(fā)明所應(yīng)用的無線通信系統(tǒng)的一個實施例的配置的 框圖。圖4是本發(fā)明的工作例子中的矩陣分裂的方法。 [圖5]圖5是示出圖3中的編碼器的詳細(xì)配置的框圖。 [圖6]圖6是本發(fā)明的比較例子中的矩陣分裂的方法。
賴性的比較。圖8是用于說明編碼處理的流程圖。圖9是示出本發(fā)明所應(yīng)用的記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)的一個實施例的配置 的框圖。圖IO是用于說明個人計算機(jī)的配置的框圖。 參考標(biāo)記說明 101無線通信系統(tǒng) 111發(fā)送設(shè)備
14112接收設(shè)備
121編碼器 131解碼器
151奇偶校驗位生成電路 201記錄和再現(xiàn)系統(tǒng) 211記錄i殳備 212再現(xiàn)設(shè)備
具體實施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。
圖3是示出本發(fā)明所應(yīng)用的無線通信系統(tǒng)101的一個實施例的配置的框 圖。該無線通信系統(tǒng)101由對信息序列編碼并發(fā)送碼序列的發(fā)送設(shè)備111以 及接收碼序列并對其解碼的接收設(shè)備112組成。
在圖3中的無線通信系統(tǒng)101中，為與圖1中的傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)1對 應(yīng)的部分給出了相同的符號，從而省略其描述。具體地，在圖3中的無線通 信系統(tǒng)101中，除了提供編碼器121而不是編碼器21之外，發(fā)送設(shè)備111 具有與圖1中的發(fā)送設(shè)備11相同的配置。而且，除了提供解碼器131而不 是解碼器34之外，接收設(shè)備112具有與圖1中的接收設(shè)備12相同的配置。
編碼器121基于輸入信息序列的LDPC碼執(zhí)行編碼處理，并將通過編碼 獲得的碼序列提供給發(fā)送器22。稍后將描述由編碼器121進(jìn)行的LDPC碼 的編碼的細(xì)節(jié)。
由發(fā)送器22中的發(fā)送天線將>^人編碼為LDPC碼產(chǎn)生的碼序列作為發(fā)送 信號而發(fā)送。而且，在接收設(shè)備112中，由接收器31接收該發(fā)送信號，并 由A/D轉(zhuǎn)換器32將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字接收信號。隨后，由碼檢測器33將該數(shù)字 接收信號轉(zhuǎn)換為檢測的碼序列或關(guān)于后驗概率的信息的序列，然后輸入到解 碼器131。
隨后，解碼器131通過使用諸如和-積解碼方法或BP解碼方法之類的迭 代解碼方法來將轉(zhuǎn)換的數(shù)字接收信號解碼為檢測的信息字，并將它作為檢測 的信息序列輸出。如上所述，如果在解碼器131中使用迭代解碼方法，則在 一些情況下在碼檢測器33中使用后驗概率檢測器。
盡管將在本實施例中描述由發(fā)送設(shè)備111和接收設(shè)備112這兩個設(shè)備組成的無線通信系統(tǒng)101,但是也能夠采用將圖3中的發(fā)送設(shè)備111和接收設(shè) 備112相互集成在其中的發(fā)送和接收設(shè)備。
如以上，在圖3的編碼器121和解碼器131中，使用作為有效降低發(fā)送 信息的BER的糾錯碼之一的LDPC碼。
順便提及，作為在編碼器121中執(zhí)行的RC-LDPC碼，通常，具有高碼 率的碼和具有低碼率的碼盡可能規(guī)則地具有彼此相關(guān)的校驗矩陣。而且，通 常具有這樣的規(guī)則性的RC-LDPC碼的所有校驗矩陣由g^2且We屬于(O， 1} 的循環(huán)矩陣組成。
然而，如果校驗矩陣的列權(quán)重和碼長度恒定，則當(dāng)校驗矩陣中的循環(huán)矩 陣的列權(quán)重大于1時，可以構(gòu)造具有更高碼率的自正交碼。因此，期望當(dāng)碼 率更高時，在將校驗矩陣中的循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重設(shè)置得更大時，可以構(gòu) 造碼率在更寬范圍中的、具有良好性能的LDPC碼。
圖4是用于說明如下情況的示意圖在該情況下，由十個列權(quán)重為3的 循環(huán)矩陣組成的q=l的校驗矩陣以循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重減小的方式依次 形成q-2和q二4的校驗矩陣。在圖4中，將0、 1、 2和3分別視為零矩陣、 wc=l的循環(huán)矩陣、we=2的循環(huán)矩陣和we=3的循環(huán)矩陣。
如圖4所示，q=l的校驗矩陣由十個列權(quán)重為3的循環(huán)矩陣組成。該q=l 的校驗矩陣分裂為兩級，以變?yōu)樵趦杉壧幘哂惺畟€列權(quán)重為l或2的循環(huán)矩 陣的q4的校驗矩陣。而且，該q二2的校驗矩陣中兩級處的每個循環(huán)矩陣分 裂為兩級，以提供在四級處具有十個列權(quán)重為0或1的循環(huán)矩陣的q=4的校 4全矩陣。
由此，由十個列權(quán)重為3的循環(huán)矩陣組成的q=l的校驗矩陣以循環(huán)矩陣 的最大權(quán)重減小的方式依次形成q=2和q=4的校驗矩陣。
即，在本實施例中，在對具有多個碼率并且其所有校驗矩陣由多個循環(huán) 矩陣組成的LDPC碼編碼時，編碼器121以如下方式執(zhí)行編碼當(dāng)將LDPC 碼中的碼率不是最小值的某個碼的校驗矩陣中的循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重定
陣的最大列4又重定義為wi時，滿足Kwo且w,〈wo。
然而，在這里，在圖4的各個校驗矩陣中，各個循環(huán)矩陣的順序可以改
變。而且，在本實施例中，充分滿足上述關(guān)系Wl<W()，并且沒有特別限制分
裂的方式。
16然而，在構(gòu)造類似圖4中具有不同碼率的碼的校驗矩陣的情況下，期望 盡可能規(guī)則地構(gòu)造這些校驗矩陣。下面將描述用于構(gòu)造這樣的規(guī)則校驗矩陣 的具體方法的一個例子。
將作為原型(original)的母碼的校驗矩陣定義為HQ(p, q)，并將通過s 次行分裂得到的校驗矩陣Hs(p, q)定義如下。 [公式4]<formula>formula see original document page 17</formula>
這里，y。(屬于(O, 1} ) ( 0^<『w, OS_/<p.w )是校驗矩陣Hs(p， q) 的第i行和第j列中的二進(jìn)制元素。
現(xiàn)在，當(dāng)校驗矩陣Hs(p, q)的列權(quán)重是恒定值w時，將由第j列中位1 的行的地址bSj,z組成的集合定義為BVoAo,bSj山…，bsj,wl}。這時，例如， 在C程序中，根據(jù)下面(5)的算法來獲得校驗矩陣的第j列中的元素。 <formula>formula see original document page 17</formula>而且，基于對于母碼的校驗矩陣設(shè)置q=l并且由上述等式(2)表示該 校驗矩陣的形式的假設(shè)，將b\z定義如下。 <formula>formula see original document page 17</formula>在等式(6)中，Oj,z ( 0^y</7, 0Sz<w )是表示校驗矩陣中p個循環(huán)矩 陣的第一列中位1的位置的w個行地址。
在這里，如果通過取『3、 p^0和n^72作為一個例子來考慮各個aj，z, 則獲得下面的等式。 <formula>formula see original document page 17</formula>["4
0 a41 a42] = [63 44 50] = [70 43 36] K,o"w "6,2] = [49 26 34] [a7 0 a7! a7 2] = [16 55 27] = [21 9 64] = [71 41 19] (7)
而且，根據(jù)等式(4)至(7)獲得母碼的校驗矩陣//。(10，1)。
這時，基于母碼的校驗矩陣iT(lO,l),通過使用由下面的b、,z組成的BV
從等式(4)和等式(5)獲得從根據(jù)圖4的行分裂產(chǎn)生的q=2的校驗矩陣
Z/1(10，2)。
《。《。
6).2 =~02+(ymod2)m (8)
類似地，基于母碼的校驗矩陣//。(10,1),通過使用由下面的《,2組成的 B2」，從等式(4 )和等式(5 )獲得從根據(jù)圖4的行分裂產(chǎn)生的q=4的校驗矩 陣i/2(10,4)。
6，0";0+2Wmod4) = 3)m
=《,i + (1 + 2州7' mod 4) = 2)m 6， 2 =《2 + (2 + (7 mod 2))m ( 9 )
在這里，5(X)是當(dāng)X為真時是l而當(dāng)X為假時是O的函數(shù)。
具體地，通過使用由等式(4)至(9)定義的三個校驗矩陣i/。(10,1)、 Z/1(10,2) 和//2(10,4),可以構(gòu)造具有720位的碼長度和9/10、 4/5和3/5的碼率的各個 碼。此外，本實施例中的所有碼都是自正交碼。
此外，如從等式(8)和等式(9)很明顯，當(dāng)將表示具有最高碼率的碼 的校驗矩陣/f。(10,l)的某列中位1的位置的某行地址定義為b時，使用對于每 個循環(huán)矩陣恒定并且等于或大于0的整數(shù)c將表示具有其他碼率的碼的奇偶 才交驗矩陣/T(10,2)和/^(10，4)中的列中位1的位置的行地址表示為b+cm。
即，在本實施例中，當(dāng)將表示具有最高碼率的碼的奇偶校驗矩陣的某列中位1的位置的某行地址定義為b時，使用對于每個循環(huán)矩陣恒定并且等于 或大于0的整數(shù)C來將表示具有另一碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的列中位1
的位置的行地址表示為b+cm。
另外，作為本發(fā)明的編碼方法的特性，存在如下特性從具有高碼率的 母碼構(gòu)造的具有低碼率的碼的最小漢明距離(hamming distance)等于或長 于母碼的最小漢明距離。因此，通過使用最小漢明距離盡可能長的碼作為原
型的具有高碼率的母碼，對于所有碼率的碼可以實現(xiàn)長的最小距離。
作為具有盡可能長的最小漢明距離和高碼率的這種碼，存在例如最小距
離等于或長于(校驗矩陣的列權(quán)重+2)由本發(fā)明人在非專利文件4中描述的
那樣的碼。
基于非專利文件4中公開的技術(shù)，還設(shè)計了在本發(fā)明的工作例子中描述 的具有9/10碼率的母碼，并且校驗矩陣的列權(quán)重為3,碼的最小距離為6。 因此，在本發(fā)明的工作例子中，具有4/5和3/5碼率的每個碼的最小距離也 等于或長于6。
為了盡可能高地設(shè)置母碼的碼率并保持所有碼的最小距離盡可能長，期 望將校驗矩陣的最小列權(quán)重設(shè)置為3,并將碼的最小距離設(shè)置為6或更長， 如在本發(fā)明的工作例子中所描述的。
在這里，通過使用由第一 (nqm)列組成的(nq m ) x (qm)矩陣//:和 由剩下的(q m)列組成的(q m ) x ( q m)矩陣//，nx ( q m )沖交'險矩陣 通?？梢员硎救缦隆?[公式10]
^(/^)=[^^] (io)
在本實施例中，以對于所有s滿足下面的等式(ll)的方式，在等式(7) 的相應(yīng)向量中預(yù)先調(diào)整相應(yīng)元素的順序。 [公式11]
De"/Qmod2-l (11)
然而，還可以通過改變等式(8)和等式(9)中m的系數(shù)來執(zhí)行該調(diào)整。 此外，從等式(10)和等式(11)可以獲得如由下面的等式(12)所示 的各個碼的生成矩陣Gs。
G^hWhSa hSbHHSb十HSaI]( 12 )
19在等式(12)中，I是(qm) x (qm)單位矩陣(identity matrix )。 在本實施例中，可以構(gòu)造所有的校驗矩陣使得可以將它們變換為等式 (12)的格式，因此對于所有的碼，可以將奇偶校驗位的位置排列在校驗矩 陣的右側(cè)。
然而，可以將奇偶校驗位的位置排列在校驗矩陣的左側(cè)，或者可以按相 等的間隔規(guī)則排列在校驗矩陣中。換言之，也可以說，將奇偶校驗位布置在 校驗矩陣上的右側(cè)或左側(cè)，或以恒定間隔布置。
如上所述，以對于所有/T(p,《)滿足等式(11 )的方式，通過調(diào)整等式 (7)至(9)將奇偶校驗位規(guī)則地排列在所有校驗矩陣上。這使得能夠通過 使用例如上述專利文件2的方法等像一般系統(tǒng)碼那樣容易地執(zhí)行編碼。在這 里，系統(tǒng)碼是指信息字是碼字的一部分的碼。
圖5是示出圖3的編碼器121的詳細(xì)配置的框圖。編碼器121被形成為 例如系統(tǒng)碼的編碼電路。
如圖5所示，在圖3的編碼器121中，奇偶校驗位生成電路151根據(jù)等 式(12)將輸入信息序列轉(zhuǎn)換為奇偶校驗位序列。編碼器121向發(fā)送器22 輸出奇偶校-瞼位序列和由信息序列形成的LDPC碼的碼序列。
奇偶校驗位生成電路151可以通過不僅使用根據(jù)等式(12)的方法而且 使用另一方法將輸入信息序列轉(zhuǎn)換為奇偶校驗位序列。例如，奇偶校驗位生 成電路151可以根據(jù)專利文件2中公開的方法，將輸入信息序列轉(zhuǎn)換為奇偶 才交—瞼位序列。
如以上，在本實施例中，編碼器121具有上述配置。因此，如果對于母 碼使用q=l的校驗矩陣，則可以比傳統(tǒng)的"對于每個循環(huán)矩陣執(zhí)行行分裂的 方法"更大地改善其性能。然而，在這里，q=l的校驗矩陣中的循環(huán)矩陣的 最大列權(quán)重需要等于或大于2。
此外，在本實施例中，盡管校驗矩陣的列權(quán)重是任意的，但是可以通過 設(shè)置校驗矩陣的列權(quán)重恒定來簡化解碼電路(圖3中的解碼器131 )。在該情 況下，期望校驗矩陣的列權(quán)重為3以便獲得良好的BER。
此外，在本實施例中，可以采用包括通過改變單位矩陣的一邊的長度m 獲得的并且具有不同碼長度的碼在內(nèi)的碼作為RC-LDPC碼。然而，在該情 況下，需要預(yù)先設(shè)計校驗矩陣使得使即使改變m解碼性能也不會惡化。
在這里，如果將編碼器121執(zhí)行的編碼處理與圖1中的傳統(tǒng)編碼器21執(zhí)行的編碼處理相比較，則獲得下面的結(jié)果。具體地，圖6是在由十個列權(quán) 重為3的循環(huán)矩陣組成的q=l的校驗矩陣經(jīng)受根據(jù)傳統(tǒng)的"對于每個循環(huán)矩 陣執(zhí)行行分裂的方法"的行分裂的情況下，相比于本實施例(本工作例子) 的比較例子。
如圖6所示，q=l的校驗矩陣由十個列權(quán)重為3的循環(huán)矩陣組成。該q=l 的校驗矩陣分裂為兩級，以變?yōu)樵趦杉壧幘哂惺畟€列權(quán)重為0或3的循環(huán)矩 陣的q3的校驗矩陣。此外，在該q-2的校驗矩陣中的兩級處的每個循環(huán)矩 陣分裂為兩級，以提供在四級處具有十個列權(quán)重為0或3的循環(huán)矩陣的q=4 的校驗矩陣。
在本發(fā)明的比較例子中，母碼的校驗矩陣是//。(10,1),這與工作例子中的 相同。這時，從圖6唯一確定比較例子中用于4/5和3/5碼率的兩個矩陣。
在這里，工作例子和比較例子之間關(guān)系的詳細(xì)比較如下。具體地，圖7 是在本發(fā)明的工作例子和比較例子之間在BPSK (二進(jìn)制相移2睫控)調(diào)制中 在白噪聲下BER對信噪比Eb/N。 (dB)的依賴性的比較。
在圖7中，縱坐標(biāo)表示作為比特誤差率的BER，而橫坐標(biāo)表示對信噪比 Eb/No (dB)的依賴性。此外，在圖7的示意圖中，白色圏表示碼率是9/10 且q^的工作例子的示意圖。白色上三角表示碼率是4/5且q二2的工作例子 的示意圖。黑色上三角表示碼率是4/5且q二2的比較例子的示意圖。另外， 白色下三角表示碼率是3/5且q:4的工作例子的示意圖。黑色下三角表示碼 率是3/5且q-4的比較例子的示意圖。具體地，白色標(biāo)記表示工作例子的示 意圖，黑色標(biāo)記表示比較例子的示意圖。
如從圖7很明顯，在BER4(^處，與比較例子相比，在4/5碼率和3/5 碼率時，本發(fā)明的工作例子分別具有+0.4dB和+1.5dB的編碼增益。行分裂 執(zhí)行得越多，比較例子中BER的惡化變得越大。對于此的原因如下。具體 地，如從圖6很明顯，當(dāng)母碼的校驗矩陣是q-l的校驗矩陣時，如果對于每 個循環(huán)矩陣通過將每行分裂為N行來構(gòu)造q=N的校驗矩陣，則該校驗矩陣 等效于其中排列了 N個碼長度為1/N的碼的矩陣。當(dāng)碼長度更長時，碼性能 趨向于更高。因此，比較例子的方案導(dǎo)致其性能的嚴(yán)重惡化。
另外，如從圖7很明顯，本發(fā)明的工作例子的碼對于所有碼率沒有引入 觀察到的誤碼平臺(error-floor),并且呈現(xiàn)出良好的BER性能。
如以上，當(dāng)循環(huán)矩陣的列權(quán)重等于或大于2時，與應(yīng)用傳統(tǒng)的"對于每個循環(huán)矩陣執(zhí)行行分裂的方法，，的情況相比，本發(fā)明可以在低碼率時將編碼 增益設(shè)置得更高。
然而，傳統(tǒng)上，不存在當(dāng)循環(huán)矩陣的列權(quán)重等于或大于2時應(yīng)用"對于 每個循環(huán)矩陣執(zhí)行行分裂的方法"的先例。傳統(tǒng)上，僅存在當(dāng)循環(huán)矩陣的列 權(quán)重是l時應(yīng)用"對于每個循環(huán)矩陣執(zhí)行行分裂的方法"的先例。
因此，下面的解釋同樣是可能的。具體地，在本發(fā)明所應(yīng)用的碼的情況 下，本質(zhì)上，具有最低碼率并且其校驗矩陣由列權(quán)重為1的循環(huán)矩陣組成的
碼的性能等效于傳統(tǒng)的碼的性能，并且通過提高循環(huán)矩陣的列權(quán)重來有效構(gòu) 造具有高碼率的碼。
傳統(tǒng)上，不存在用短達(dá)720比特的碼長度來構(gòu)造包括高達(dá)9/10碼率的 RC-LDPC碼的先例。
隨后，參考圖8的流程圖，下面將描述由圖3中的編碼器121執(zhí)行的編 碼處理。
在步驟Sll中，編碼器121獲取從例如外部裝置輸入的信息序列。
在步驟S12中，奇偶校驗位生成電路151例如根據(jù)等式(12 )轉(zhuǎn)換所獲 取的信息序列以生成奇偶校-瞼位序列。
在步驟S13中，編碼器121輸出所生成的奇偶校驗位序列和由信息序列 形成的LDPC碼的碼序列， -使得結(jié)束編碼處理。
以上述方式，在通過編碼器121編碼為具有多個碼率并且其所有校^r矩 陣由多個循環(huán)矩陣組成的LDPC碼的編碼中，執(zhí)行編碼使得當(dāng)LDPC碼中的 碼率不是最小值的某個碼的校驗矩陣中循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重被定義為w0， 并且具有比該某個碼低的碼率低的碼率的碼的校驗矩陣中循環(huán)矩陣的最大
列4又重凈皮定義為Wi時,滿足1<Wq且W^W()。
順便提及，盡管在本實施例中關(guān)于由發(fā)送設(shè)備11和接收設(shè)備112組成 的無線通信系統(tǒng)101進(jìn)行了描述，但是還能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用到例如由記錄設(shè) 備和再現(xiàn)設(shè)備組成的記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)。
圖9是示出本發(fā)明所應(yīng)用的記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)201的一個實施例的配置的 框圖。該記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)201是例如存儲系統(tǒng)的一個例子，并且是由記錄設(shè) 備2U和再現(xiàn)設(shè)備212組成的系統(tǒng)。
在圖9中的記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)201中，為與圖3中的無線通信系統(tǒng)對應(yīng)的 部分給出了相同的符號，并相應(yīng)地省略其描述。具體地，在圖9中的記錄設(shè)備211中，提供記錄器221而不是圖3中的發(fā)送設(shè)備lll中的發(fā)送器22。此 外，除了提供再現(xiàn)器231而不是圖3的接收設(shè)備112中的接收器31之外， 再現(xiàn)設(shè)備212具有與圖3的情況相同的配置。
在記錄設(shè)備211中，記錄器221通過使用光學(xué)拾取器(optical pick-up )、 磁頭等將與來自編碼器121的碼序列對應(yīng)的記錄信號記錄在記錄介質(zhì)(未在 示意圖中示出)上。
在再現(xiàn)設(shè)備212中，再現(xiàn)器231將通過模擬光學(xué)拾取器或磁頭記錄在記 錄介質(zhì)(未在示意圖中示出)上的記錄信號轉(zhuǎn)換為模擬再現(xiàn)信號，并將它提 供給A/D轉(zhuǎn)換器32。
在具有上述配置的記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)201中，類似于圖3中的無線通信系 統(tǒng)101，記錄設(shè)備211將從編碼為LDPC碼產(chǎn)生的碼序列記錄在記錄介質(zhì)上。
可以將圖9中的記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)201形成為將記錄i殳備211和再現(xiàn)i殳備 212相互集成在其中的記錄和再現(xiàn)設(shè)備。
如上所述，本發(fā)明使得特別能夠構(gòu)造包括在高碼率時具有良好的BER 性能的碼的實用RC-LDPC碼。而且，從具有高碼率的碼到具有低碼率的碼 的碼可以達(dá)到良好的BER。
另外，本發(fā)明使得能夠通過將多個碼的校驗矩陣中的奇偶校驗位的位置 設(shè)置到期望位置來形成實用的編碼器。此外，在該情況下，使得用于保持在 奇偶校驗位部分和信息字部分兩者中校驗矩陣恒定的規(guī)則性后、對具有不同 碼率的所有碼將奇偶校驗位的位置設(shè)置到校驗矩陣上的期望位置的具體方 法變得清楚。
本發(fā)明適合用于對碼的編碼設(shè)備中來降低發(fā)送信號的誤差率，并且用于 通過在諸如LAN (局域網(wǎng))、PAN (個人局域網(wǎng))、電^L廣4番、 -使攜式電話和 以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))之類的各種類型的通信設(shè)備中使用單一解碼器來解碼具 有不同碼率的多個碼。
可以通過硬件執(zhí)行或者可以通過軟件執(zhí)行上述系列的處理。如果通過軟 件執(zhí)行該系列處理，則軟件的程序從程序記錄介質(zhì)安裝到被并入專用硬件中 的計算機(jī)中或者例如允許通過在其中安裝各種類型的程序來執(zhí)行各種類型
的功能的通用個人計算機(jī)中。
圖10是示出基于程序執(zhí)行上述系列處理的個人計算機(jī)的配置例子的框 圖。CPU (中央處理單元)311才艮據(jù)記錄在ROM (只讀存儲器)312或記錄單元318中的程序來執(zhí)行各種類型的處理。要由CPU311執(zhí)行的程序、數(shù)據(jù) 等相應(yīng)地被存儲在RAM(隨機(jī)存取存儲器)313中。這些CPU 311、 ROM 312 和RAM 313經(jīng)由總線314相互連才妄。
輸入/輸出接口 315也經(jīng)由總線314連接到CPU 311。由麥克風(fēng)等形成的 輸入單元316和由顯示器、揚(yáng)聲器等形成的輸出單元317連接到輸入/輸出接
理。而且，CPU311向輸出單元317輸出處理的結(jié)果。
連接到輸入/輸出接口 315的記錄單元318由例如硬盤形成，并且要由 CPU 311執(zhí)行的程序和各種類型的數(shù)據(jù)被記錄在其中。通信單元319經(jīng)由諸 如因特網(wǎng)或局域網(wǎng)之類的網(wǎng)絡(luò)來與外部設(shè)備通信。
此外，可以經(jīng)由通信單元319來獲取程序，并將其記錄在記錄單元318中。
當(dāng)將諸如磁盤、光盤、磁光盤或半導(dǎo)體存儲器之類的可移動介質(zhì)321裝 載到與輸入/輸入接口 315連接的驅(qū)動器320中時，驅(qū)動器320驅(qū)動它們來獲 取記錄在其中的程序、數(shù)據(jù)等。根據(jù)需要將所獲取的程序和數(shù)據(jù)傳送到記錄 單元318并記錄在其中。
用于存儲被安裝在計算機(jī)中并被設(shè)置為可由該計算機(jī)執(zhí)行的狀態(tài)的程 序的程序記錄介質(zhì)如圖IO所示由如下形成作為由磁盤(包括軟盤)、光盤 (包括CD-ROM (緊湊盤-只讀存儲器)和DVD (數(shù)字通用盤))、磁光盤、 半導(dǎo)體存儲器等形成的包介質(zhì)的可移動介質(zhì)321、或者暫時或永久在其中存 儲程序的ROM312、用作記錄單元318的硬盤等等。根據(jù)需要，經(jīng)由諸如路 由器或調(diào)制解調(diào)器之類的作為接口的通信單元319,通過利用諸如局域網(wǎng)、 因特網(wǎng)或數(shù)字衛(wèi)星廣播之類的有線或無線通信介質(zhì)來執(zhí)行將程序存儲在程
^在/決^N庶由
在本說明書中，描述存儲在記錄介質(zhì)中的程序的步驟當(dāng)然包括將以時間 序列的方式沿著所描述的順序來執(zhí)行的處理，并且還包括不需要以時間序列 的方式執(zhí)行而是將并行執(zhí)行或單獨執(zhí)行的處理。
而且，在本說明書中，系統(tǒng)是指由多個設(shè)備組成的設(shè)備的整體。 本發(fā)明的實施例不限于上述實施例，而是在不脫離本發(fā)明的主旨的情況 下，各種改變是可能的。
權(quán)利要求
1.一種用于對LDPC(低密度奇偶校驗)碼編碼的編碼設(shè)備的編碼方法，所述LDPC碼具有多個碼率，并且其所有奇偶校驗矩陣由多個循環(huán)矩陣組成，所述編碼方法包括步驟以如下方式執(zhí)行編碼當(dāng)將LDPC碼中的、碼率不是最小值的某個碼的校驗矩陣中循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重定義為w0，并將具有比所述某個碼的碼率低的碼率的碼的校驗矩陣中循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重定義為w1時，滿足1＜w0且w1＜w0。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼方法，其中當(dāng)將奇偶校驗行中的循環(huán)矩陣的一邊定義為m時，基于指示位1在具有 高碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的某列中的位置的某個行地址是b的假設(shè)，利 用對于每個循環(huán)矩陣恒定并且等于或大于0的整數(shù)c,能夠?qū)⒅甘疚?在具 有較低碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的列中的位置的行地址表示為b+cm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的編碼方法，其中調(diào)整b或c的值，使得在碼的校驗矩陣中的所有奇偶校驗位置都在校驗 矩陣上的右側(cè)、或在校驗矩陣上的左側(cè)、或具有恒定間隔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的編碼方法，其中具有最高碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的循環(huán)矩陣的數(shù)量在行方向上僅是一個，并且滿足2<\￥0。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的編碼方法，其中具有最低碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的循環(huán)矩陣的列權(quán)重是0或1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的編碼方法，其中對于所有碼率的碼，奇偶校驗矩陣的列權(quán)重恒定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的編碼方法，其中 奇偶校驗矩陣的列權(quán)重是3。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的編碼方法，其中 所有的碼是自正交的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的編碼方法，其中 所有碼的最小漢明距離至少是6。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的編碼方法，其中執(zhí)行編碼包括對通過改變單位矩陣的一邊的長度m獲得的并且具有不同碼長度的碼執(zhí)行編碼。
11. 一種用于對LDPC碼編碼的編碼設(shè)備，所述LDPC碼具有多個碼率，并且其所有奇偶校驗矩陣由多個循環(huán)矩陣組成，所述編碼設(shè)備包括編碼裝置，用于以如下方式執(zhí)行編碼當(dāng)將LDPC碼中的、碼率不是最小值的某個校驗矩陣中循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重定義為wQ，并將具有比該碼率低的碼率的碼的校驗矩陣中循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重定義為Wl時，滿足l<w0且W!〈Wo。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的編碼設(shè)備，其中當(dāng)將奇偶校驗行中的循環(huán)矩陣的一邊定義為m時，基于指示位1在具有高碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的某列中的位置的某個行地址是b的假設(shè)，利用對于每個循環(huán)矩陣恒定并且等于或大于0的整數(shù)c，能夠?qū)⒅甘疚?在具有較低碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的列中的位置的行地址表示為b+cm。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的編碼設(shè)備，其中調(diào)整b或c的值，使得在碼的校驗矩陣中的所有奇偶校驗位置都在校驗矩陣上的右側(cè)、或都在校驗矩陣上的左側(cè)、或具有恒定間隔。。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的編碼設(shè)備，其中具有最高碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的循環(huán)矩陣的數(shù)量在行方向上僅是一個，并且滿足2〈Wo。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的編碼設(shè)備，其中具有最低碼率的碼的奇偶校驗矩陣中的循環(huán)矩陣的列權(quán)重是0或1 。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的編碼設(shè)備，其中對于所有碼率的碼，奇偶校驗矩陣的列權(quán)重恒定。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的編碼設(shè)備，其中奇偶校驗矩陣的列權(quán)重是3。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的編碼設(shè)備，其中所有的碼是自正交的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的編碼設(shè)備，其中所有碼的最小漢明距離至少是6。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的編碼設(shè)備，其中執(zhí)行編碼包括對通過改變單位矩陣的一邊的長度m獲得的并且具有不同碼長度的碼執(zhí)行編碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及使得速率兼容LDPC(低密度奇偶校驗)碼在低碼率和高碼率兩者下能夠具有良好BER性能的編碼方法和編碼設(shè)備。在對具有多個碼率并且所有奇偶校驗矩陣由多個循環(huán)矩陣組成的LDPC碼編碼時，編碼器121以如下方式執(zhí)行編碼當(dāng)將LDPC碼中的、碼率不是最小值的某個碼的校驗矩陣中循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重定義為w₀，并將具有比所述某個碼的碼率低的碼率的碼的校驗矩陣中循環(huán)矩陣的最大列權(quán)重定義為w₁時，滿足1＜w₀且w₁＜w₀。
文檔編號H03M13/19GK101689868SQ20088002415
公開日2010年3月31日 申請日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月10日
發(fā)明者野田誠 申請人:索尼公司