專利名稱:一種支持遞增冗余混合自動重傳的低密度奇偶校驗碼編碼裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及,特別是本發(fā)明涉及一種數(shù)字通信系統(tǒng)中用于數(shù)據(jù)傳輸糾錯的編碼裝置及方法,特別是涉及數(shù)字通信領(lǐng)域糾錯技術(shù)中的低密度奇偶校驗碼的編碼裝置和方法?;谝粋€母碼集,借助于對基礎(chǔ)矩陣的擴張(extending)、縮短(shortening)和刪余(puncturing),可以得到一個碼率碼長靈活的、性能最優(yōu)的、硬件有效的低密度奇偶校驗碼編碼器。本發(fā)明還涉及了一種LDPC碼的HARQ包產(chǎn)生的方法,上述新的LDPC碼可以用于這種HARQ包產(chǎn)生的方法,保證了新的LDPC碼可以很好地支持遞增冗余混合自動重傳請求IR HARQ。本發(fā)明還給出一種新的LDPC的差錯檢測方法,這種方法可以應(yīng)用于上述LDPC HARQ的差錯檢測,保證了差錯檢測的性能和額外開銷(CRC比特)最好折衷。
背景技術(shù):
所有的數(shù)字通信系統(tǒng)都需要信道編碼器,如圖1所示。信道編碼器是為了抗擊傳輸過程中各種各樣的噪聲和干擾,通過人為地增加冗余信息,使得系統(tǒng)具有自動糾正差錯的能力,從而保證數(shù)字傳輸?shù)目煽啃?。低密度奇偶校驗碼是一類可以用非常稀疏的奇偶校驗矩陣或者二分圖定義的線性分組碼,最初由Gallager發(fā)現(xiàn),所以稱為Gallager碼。經(jīng)過數(shù)十年的沉寂,隨著計算機硬件和相關(guān)理論的發(fā)展,MacKay和Neal重新發(fā)現(xiàn)了它,并證明了它具有逼近香農(nóng)限的性能。最新研究表明,低密奇偶校驗碼碼具有以下特點低譯碼復(fù)雜度,可線性時間編碼,具有逼近香農(nóng)限的性能,可并行譯碼,以及在長碼長條件下性能優(yōu)于Turbo碼。
LDPC碼是一種基于稀疏校驗矩陣的線性分組碼,正是利用它的校驗矩陣的稀疏性,才能實現(xiàn)低復(fù)雜度的編譯碼,從而使得LDPC碼走向?qū)嵱没?。前面提到的Gallager碼是一種正則的LDPC碼(regular LDPCC),而Luby和Mitzenmacher等人對Gallager碼進(jìn)行了推廣,提出非正則的LDPC碼(irregular LDPCC)。LDPC碼具有很多譯碼算法,其中,信息傳遞算法(Message Passing algorithm)或者置信度傳播算法(Belief Propagationalgorithm,BP算法)是LDPC碼的主流和基礎(chǔ)算法,目前出現(xiàn)了很多改進(jìn)的有效譯碼算法。
LDPC奇偶校驗矩陣的圖形表示形式是二分圖。二分圖和校驗矩陣之間具有一一對應(yīng)的關(guān)系,一個M*N的奇偶校驗矩陣H定義了每個具有N比特的碼字滿足M個奇偶校驗集的約束。一個二分圖包括N個變量節(jié)點和M個奇偶校驗節(jié)點。當(dāng)?shù)趍個校驗涉及到第n個比特位,即H中第m行第n列的元素Hm,n=1時,將有一根連線連接校驗節(jié)點m和變量節(jié)點n。二分圖中,任何同一類的節(jié)點之間都不會有連接,并且二分圖中的總邊數(shù)和校驗矩陣中非零元素的個數(shù)相等。
一類特殊LDPC碼由于具有結(jié)構(gòu)化的特征,逐漸成為主流應(yīng)用。設(shè)這種LDPC碼的奇偶校驗矩陣H為(M×z)×(N×z)矩陣,它是由M×N個分塊矩陣構(gòu)成,每個分塊矩陣都是z×z的基本置換矩陣的不同冪次,基本置換矩陣為單位陣時,它們都是單位陣的循環(huán)移位矩陣(文中默認(rèn)為右移)。具有如下的形式 如果有 如果hijb是大于或者等于0的整數(shù),定義在這里P是一個z×z 的標(biāo)準(zhǔn)置換矩陣,如下所示 通過這樣的冪次hijb就可以唯一標(biāo)識每一個分塊矩陣,單位矩陣的冪次可 用0表示,零矩陣一般用-1來表示。這樣,如果將H的每個分塊矩陣都用它的冪次代替,就得到一個mb×nb的冪次矩陣Hb。這里,定義Hbb是H的基礎(chǔ)矩陣,H稱為Hb的擴展矩陣。在實際編碼時,z=碼長/基礎(chǔ)矩陣的列數(shù)nb,稱為擴展因子。
例如,矩陣H可以用下面的參數(shù)z和一個2×4的基礎(chǔ)矩陣Hb擴展得到 z=3和 因此,也可以說本發(fā)明的LDPC碼的編碼器是由基礎(chǔ)矩陣Hb,擴展因子z及所選擇的基本置換矩陣唯一生成的。
如果對于每個不同的擴展因子LDPC碼都采用一個基礎(chǔ)矩陣,那么,對于每個不同的碼長,所述的LDPC碼編譯碼器都需要存儲一個基礎(chǔ)矩陣,當(dāng)碼長很多時,就要存儲很多基礎(chǔ)矩陣,這樣會出現(xiàn)表示和存儲問題。因此,當(dāng)需要實現(xiàn)變碼長的時候,同一碼率的一定范圍內(nèi)多種碼長的低密度奇偶校驗碼會使用統(tǒng)一個形式的基礎(chǔ)矩陣,我們定義為統(tǒng)一基礎(chǔ)矩陣Hbuniform。不同碼長時,若對Hbuniform進(jìn)行修正和擴展,可以得到奇偶校驗矩陣H,使得生成
的編譯碼器可適用于碼長可變的場合。
修正是利用不同碼長的擴展因子對基礎(chǔ)矩陣Hb中的非負(fù)值進(jìn)行修正,修正后元素值應(yīng)小于該碼長下的擴展因子值。修正算法有很多種,例如,可以采用取模(mod)、取整(scale+floor)或舍入(scale+round)等,設(shè)Pij為基礎(chǔ)矩陣Hb第i行第j列的非負(fù)1元素,P′ij為修正以后Hbmodified的第i行第j列的非負(fù)1元素,有 對于取模(mod)方法 對于取整(scale+floor)方法
對于舍入(scale+round)方法 其中,z為當(dāng)前碼長對應(yīng)的擴展因子,即分塊方陣的行數(shù)或者列數(shù);zmax為最大支持碼長對應(yīng)的擴展因子。mod為取模操作,
為下取整操作,Round為四舍五入操作。
例如,對于碼長1152比特低密度奇偶校驗碼,設(shè)其基礎(chǔ)矩陣某個非負(fù)元素為93,設(shè)支持的最大碼長為2304,基礎(chǔ)矩陣大小為12*24,則其修正結(jié)果為 對于取模(mod)方法 對于取整(scale+floor)方法
對于舍入(scale+round)方法 這種特定碼率可變碼長的低密度奇偶校驗碼由于具有同一形式的基礎(chǔ)矩陣,所以完全可以用一個編碼器/譯碼器。在IEEE802.16e中,LDPC碼支持碼率1/2、碼率2/3、碼率3/4、碼率5/6,此時出現(xiàn)四個基礎(chǔ)矩陣,用唯一的編碼器/譯碼器來實現(xiàn)不同碼率的編譯碼將變得比較困難;如果四個碼率需要四個編譯碼器,硬件成本將成為一個應(yīng)用瓶頸。
自動請求重傳HARQ是一種無線通信系統(tǒng)中極其重要的鏈路自適應(yīng)技術(shù)。
下面就對自動請求重傳HARQ方法做一個簡單介紹,該方法包括發(fā)送機中發(fā)送方法和接收機中接收方法兩部分,該方法應(yīng)該是通用的。
發(fā)送機(Transmitter)的發(fā)送方法包括 a.發(fā)送機在指定的HARQ信道發(fā)送第一個HARQ包,一個新的HARQ傳輸開始,重傳次數(shù)計數(shù)器置1; b.發(fā)送機等待接收機發(fā)送的確認(rèn)/否認(rèn)(ACK/NAK); c.在一定延遲后(取決于同步方式還是異步方式,延遲由系統(tǒng)等決定),如果發(fā)送機收到ACK,則此包已經(jīng)正確接收,本次HARQ傳輸結(jié)束;否則,重傳次數(shù)計數(shù)器加1,判斷重傳次數(shù)是否超過最大允許傳輸次數(shù),若超過,則本次HARQ傳輸結(jié)束,若沒有超過,則轉(zhuǎn)至d. d.發(fā)送機在本次HARQ傳輸?shù)腍ARQ信道再次做另一個HARQ的嘗試,發(fā)送時間可以由系統(tǒng)選擇,轉(zhuǎn)至b. 接收機(Reiciver)的接收方法包括 a.接收HARQ包,確認(rèn)收到的包是否是第一個HARQ嘗試,如果是,轉(zhuǎn)至b.否則轉(zhuǎn)至d. b.丟棄在此HARQ信道下的所有以前收到的HARQ嘗試; c.對包進(jìn)行解碼,轉(zhuǎn)至e. d.接收機解碼器根據(jù)特定合并方法組合原錯誤的和重傳的編碼包; e.如果正確解碼,則在一定延遲后,在反饋信道中發(fā)送ACK,此信道由系統(tǒng)分配;否則,發(fā)送NAK,存儲此HARQ包。
上述接收方法的步驟d中,合并的方法可能包括完全遞增冗余、部分遞增冗余和Chase合并。
對自動請求重傳HARQ實現(xiàn)結(jié)構(gòu),大量文獻(xiàn)和書籍都有介紹。無論是方法還是結(jié)構(gòu),HARQ包的產(chǎn)生都是置關(guān)重要的,決定了性能和復(fù)雜度。
由于HARQ是一種非常重要的鏈路自適應(yīng)技術(shù),所以一個好的低密度奇偶校驗碼必須要支持HARQ的實現(xiàn),這也是本發(fā)明最重要的目的。本發(fā)明將給出基于本發(fā)明的低密度奇偶校驗碼設(shè)計的HARQ包產(chǎn)生方法。
對于低密度奇偶校驗碼的HARQ系統(tǒng),差錯檢測是必須的,有兩種典型方法。一種是直接利用低密度奇偶校驗碼的奇偶校驗矩陣進(jìn)行檢測,即將碼字向量和奇偶校驗矩陣的轉(zhuǎn)置向乘,再判斷相乘結(jié)果是否是零向量,是則正確,不是則錯誤。
另一種是,在編碼前信息比特序列后添加循環(huán)冗余檢測(CRC)比特,LDPC編碼器對上述CRC碼字進(jìn)行編碼,產(chǎn)生LDPC碼字并送給后序處理單元,通過信道傳輸?shù)浇邮諜C,接收機中譯碼器之前的處理單元輸出的LDPC軟碼字將送到LDPC譯碼器進(jìn)行譯碼,譯碼輸出的信息分組進(jìn)行CRC檢測。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種本發(fā)明目的在于解決不同碼率不同碼長的LDPC碼不能使用相同編譯碼器的問題,提供一種新設(shè)計的編譯碼器及方法,提高了LDPC碼在碼率/碼長的靈活性、譯碼速度(吞吐量,譯碼延遲)、功率損耗、編譯碼復(fù)雜度等性能。本發(fā)明特別適合于支持遞增冗余混合重傳(IR_HARQ),可以通過擴張(extend)統(tǒng)一的基礎(chǔ)矩陣保證低碼率實現(xiàn),保證了支持完全遞增冗余混合重傳IR_HARQ時候LDPC碼具有足夠低的碼率,如1/3、1/5等,結(jié)果譯碼器復(fù)雜度最低。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種支持任何碼率/碼長的結(jié)構(gòu)化低密度奇偶校驗碼編碼方法,對信道編碼器輸入的任意長度為K信息比特序列進(jìn)行編碼,然后輸出任意長度為N碼字比特序列給后續(xù)的處理單元,校驗位長度M=N-K,碼率r=K/N,所述方法包括如下步驟 1)確定一個特定碼率R0的低密度奇偶校驗碼母碼集,所述母碼集是由有限個碼率為R0不同碼長的低密度奇偶校驗碼構(gòu)成,所述母碼集具有統(tǒng)一形式的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform; 2)根據(jù)信息分組長度匹配,確定擴展因子;根據(jù)所述擴展因子和基礎(chǔ)矩陣Hbuniform,通過縮短或者刪余或者擴張,確定編碼器所需要的參數(shù)和矩陣; 3)編碼器根據(jù)編碼器所需要的參數(shù)和矩陣,對輸入的K比特信息分組進(jìn)行編碼,產(chǎn)生N比特碼字,輸出碼字。
根據(jù)本發(fā)明的方法,在步驟1)中, 所述低密度奇偶校驗碼母碼集定義了P個相同碼率R0不同碼長的(N=z×nb,K=z×kb)低密度奇偶校驗碼,其中,Zset為擴展因子集合,擴展因子z可以是Zset中任何一個元素,Zset是由P個大于零的正整數(shù)z1<z2<…<zk-1<zk<…<zP戶構(gòu)成的集合,P是某個大于1的整數(shù),且基礎(chǔ)矩陣Hbuniform總有碼率其中,nb是大于2的確定整數(shù),mb是大于1的確定整數(shù),kb=nb-mb。
根據(jù)本發(fā)明的方法,在步驟2)中,比較確定碼率R小于R0,計算編碼所需參數(shù)和矩陣包括 步驟B1、利用
確定Δm,在基礎(chǔ)矩陣Hbuniform的最后一行和最后一列后面分別增加Δm行和增加Δm列,擴張形成(mb+Δm)×(nb+Δm)的擴張基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension;這里,
表示向下取整; 步驟B2、利用特定的擴展因子公式確定擴展因子,確定zt與Zset中元素有如下關(guān)系zk-1<zt≤zk,其中zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素,編碼器所需擴展因子是zk; 步驟B3、基于擴張后統(tǒng)一的擴展基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension和擴展因子z=zk,根據(jù)特定的修正算法對Hbuniform_extension進(jìn)行修正,可以計算出((nb+Δm)×zk,kb×zk)的LDPC編碼所需要的修正的基礎(chǔ)矩陣Hbmodifed_extension;在這里,修正的基礎(chǔ)矩陣就是編碼所需要的矩陣,擴展因子和矩陣大小參數(shù)就是編碼所需要的參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的方法,在步驟2)中,比較確定碼率R大于等于R0,計算編碼所需參數(shù)和矩陣包括 利用擴展因子確定擴展因子zt,確定zt與Zset中元素有如下關(guān)系zk-1<zt≤zk,其中zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素,編碼器所需擴展因子是zk;基于統(tǒng)一的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform和擴展因子zk,根據(jù)特定的修正算法和擴展因子z可以計算(mb×zk,nb×zk)的編碼所需要的修正后的基礎(chǔ)矩陣;其中,所述修正的基礎(chǔ)矩陣就是編碼所需要的矩陣,擴展因子和矩陣大小參數(shù)就是編碼所需要的參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的方法,在步驟3)中,對信息比特的編碼計算包括 步驟B1、添加x=kb·z-K個零比特到K個信息比特之前,形成編碼所需要的kb·zk信息分組;然后進(jìn)行((nb+Δm)×zk,kb×zk)LDPC編碼,形成(nb+Δm)×zk個編碼碼字比特; 步驟B2、在上述編碼碼字中,刪除步驟B1中添加的x個零比特,如果刪除后的碼字比特數(shù)目和所需要的分組大小N不匹配,則在刪除零比特后,繼續(xù)選擇合適位置,刪除碼字中y=(mb+Δm)×zk-N+K個比特,形成長度為N的編碼碼字。
根據(jù)本發(fā)明的方法,步驟B2中特定擴展因子計算公式為 根據(jù)本發(fā)明的方法,步驟B2中特定擴展因子計算公式為 根據(jù)本發(fā)明的方法,在步驟B1中,所述基礎(chǔ)矩陣擴張方法為 對于Hbextension中新增的矩陣部分,對于任何滿足mb+1≤i≤mb+Δm行索引i,都有 其它位置用表示零方陣的元素填充,如-1; 其中,i是矩陣Hbextension行索引,行列索引都是從1開始的。
根據(jù)本發(fā)明的方法,在步驟B1中,所述基礎(chǔ)矩陣擴張方法為 對于Hbextension中新增的矩陣部分,對于行索引i=mb+1,總有 其它位置用表示零方陣的元素填充,如-1; 對于任何滿足mb+2≤i≤mb+Δm行索引i,都有 其它位置用表示零方陣的元素填充,如-1; 其中,i是矩陣Hbextension行索引,行列索引都是從1開始的。
本發(fā)明還提供一種支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼的編碼裝置,對信道編碼器輸入信息比特序列進(jìn)行編碼,然后輸出碼字比特序列給后續(xù)的處理單元,其特征在于,所述編碼裝置包括基礎(chǔ)矩陣存儲器、矩陣參數(shù)計算器、LDPC縮短碼編碼器、刪除碼字比特裝置,其中, 所述基礎(chǔ)矩陣存儲器,用于存儲統(tǒng)一的mb×nb基礎(chǔ)矩陣Hbuniform,并輸出基礎(chǔ)矩陣到矩陣參數(shù)計算器; 所述矩陣參數(shù)計算器,產(chǎn)生LDPC縮短碼編碼器所需要的矩陣和參數(shù),和刪除碼字比特裝置所需要的參數(shù); LDPC縮短碼編碼器,根據(jù)所述矩陣參數(shù)計算器產(chǎn)生的矩陣和參數(shù),對信息分組進(jìn)行編碼,生成碼字,并輸出到刪除碼字比特裝置; 刪除碼字比特裝置,用于刪除縮短碼字中一定數(shù)量的碼字比特,并將刪除后得到的N個碼字輸出。
根據(jù)本發(fā)明的裝置,所述矩陣參數(shù)計算器,包括一個比較選擇器、第一類計算器、第二類計算器,其中, 比較選擇器,用于比較實際碼率R和母碼集的碼率R0,如果R≥R0,選擇運行第一類計算器;如果R<R0,運行第二類計算器; 第一類計算器,用于產(chǎn)生R≥R0時LDPC縮短碼編碼器604所需要的矩陣、擴展因子z; 第二類計算器,用于產(chǎn)生R<R0時LDPC縮短碼編碼器604所需要的矩陣、擴展因子z。
根據(jù)本發(fā)明的裝置,在所述的第一類計算器中, 首先確定擴展因子然后確定zt與Zset中元素有如下大小關(guān)系zk-1<zt≤zk,其中zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素,則zk就是需要輸出的擴展因子; 基于m′b=mb,n′b=nb,統(tǒng)一的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform和擴展因子zk,通過修正,確定Hbmodified; 將修正矩陣Hbmodified、擴展因子zk和矩陣大小參數(shù)輸出到LDPC縮短碼編碼器604,或者對修正矩陣Hbmodified進(jìn)行擴展,形成奇偶校驗矩陣H,然后輸出奇偶校驗矩陣H、擴展因子zk和矩陣大小參數(shù)到LDPC縮短碼編碼器604。
根據(jù)本發(fā)明的裝置,在所述的第二類計算器中, 首先確定
其中,
表示向上取整; 按照特定的擴展因子計算公式確定zt; 根據(jù)zt與Zset中元素的大小關(guān)系zk-1<zt≤zk,確定輸出的擴展因子zk,其中,zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素; 確定m′b=mb+Δm,n′b=nb+Δm,對(mb,nb)基礎(chǔ)矩陣Hbuniform進(jìn)行擴張,在Hbuniform的最后一行和最后一列后面分別增加Δm行和增加Δm列,擴張得到(m′b,n′b)的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension; 基于基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension和擴展因子zk,對基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension進(jìn)行修正,形成修正矩陣Hbmodified_extension; 將修正矩陣Hbmodified_extension、擴展因子zk和矩陣大小參數(shù)輸出到LDPC縮短碼編碼器604,或者對修正矩陣Hbmodified_extension進(jìn)行擴展,形成奇偶校驗矩陣H,然后輸出奇偶校驗矩陣H、擴展因子zk和矩陣大小參數(shù)到LDPC縮短碼編碼器604。
根據(jù)本發(fā)明的裝置,所述計算zt的特定擴展因子計算公式是 根據(jù)本發(fā)明的裝置,所述計算zt的特定擴展因子計算公式是 根據(jù)本發(fā)明的裝置,所述編碼裝置進(jìn)一步包括一輸入信息分組緩沖器,用于對輸入的信息分組進(jìn)行緩沖存儲并將其輸出到LDPC縮短碼編碼器604中。
根據(jù)本發(fā)明的裝置,所述編碼裝置進(jìn)一步包括一輸出碼字分組緩沖器,用于對刪除碼字比特裝置605輸出的碼字分組進(jìn)行緩沖存儲并輸出。
根據(jù)本發(fā)明的裝置,所述刪除碼字比特裝置605是選擇將在y=m′b×zk-N+K個刪除位置上的碼字比特刪除。
根據(jù)本發(fā)明的裝置,所述的縮短碼編碼器,包括一個(m′b×z,n′b×z)LDPC母碼編碼器、一個添加零比特裝置、一個去除零比特裝置,設(shè)輸入k比特信息塊和擴展因子zk,其中, 一個添加零比特裝置,用于在k比特信息分組之前添加x=kb·zk-K個零比特,得到kb·z個比特的編碼所需信息分組,輸出到下一級編碼器; 一個(m′b×z,n′b×z)LDPC母碼編碼器,(n′b×zk,kb×zk)LDPC母碼編碼器,根據(jù)輸入的基礎(chǔ)矩陣和擴展因子(或者奇偶校驗矩陣)對上述編碼所需信息分組進(jìn)行編碼,得到n′b·zk個母碼碼字比特,輸出到去除零比特裝置; 一個去除零比特裝置,刪除輸入的母碼碼字中前面x個零比特,得到縮短碼碼字;輸出縮短碼碼字到刪除碼字比特裝置,在這里k′b=n′b-m′b; 本發(fā)明還提供一種低密度奇偶校驗碼的混合自動重傳請求HARQ包的產(chǎn)生方法,所述方法包括以下步驟 C1)、根據(jù)輸入K比特信息分組生成LDPC HARQ母碼碼字; C2)、對LDPC HARQ母碼碼字比特進(jìn)行排列,其中,保持信息比特的順序,改變校驗比特順序; C3)、選擇LDPC HARQ碼字比特,通過對步驟2)輸出排列后碼字依次順序地選擇比特序列,即第一次傳輸從第一個系統(tǒng)比特開始,以后每次傳輸?shù)拈_始位置緊跟上一次傳輸結(jié)束的位置,最終得到的HARQ包的二進(jìn)制序列,輸出到下一個處理單元。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的方法,在步驟C1中, 輸入的K比特信息分組,是在完全遞增冗余條件下最低碼率為RFIR的情況下輸入的,其中,RFIR是由系統(tǒng)給定,NFIR=K/RFIR,對于上述NFIR的母碼碼字,前面是K個信息比特,后面是MFIR=NFIR-K個校驗比特。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的方法,在步驟C1中,LDPC HARQ母碼碼字生成包括以下步驟 1)確定一個特定碼率R0的低密度奇偶校驗碼母碼集,所述母碼集是由有限個碼率為R0不同碼長的低密度奇偶校驗碼構(gòu)成,所述母碼集具有統(tǒng)一形式的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform,其中,信道編碼器輸入的任意長度為K信息比特序列,輸出任意長度為N碼字比特序列,校驗位長度M=N-K,碼率r=K/N; 2)根據(jù)信息分組長度匹配,確定擴展因子;根據(jù)所述擴展因子和基礎(chǔ)矩陣Hbuniform,通過縮短或者刪余或者擴張,確定編碼器所需要的參數(shù)和矩陣; 3)編碼器根據(jù)編碼器所需要的參數(shù)和矩陣,對輸入的K比特信息分組進(jìn)行編碼,產(chǎn)生N比特碼字,輸出碼字。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的方法,在步驟C2中,LDPC HARQ母碼碼字比特排列是基于以下公式進(jìn)行排列的,將排列前第i位置的數(shù)據(jù)放到排列后第j位置,
其中,
表示下取整,i、j和l都是從0開始的;i是排列前碼字的比特位置索引,j是排列后碼字的比特位置索引;P是刪余圖樣,大小為mb的向量,是由從kb到nb-1的整數(shù)構(gòu)成,上述元素組成的預(yù)先定義的排列。
根據(jù)本發(fā)明的裝置的方法,在步驟C3中,碼字比特選擇規(guī)則是基于以下公式進(jìn)行選擇的,在從比特排列后碼字中,選擇依據(jù)所述公式的所得到的結(jié)果位置的比特,放到第k個HARQ包的第i個比特位置, 其中,k是HARQ包的索引,反映當(dāng)前HARQ包的傳輸次數(shù),第一次傳輸時k=0,第二次傳輸時k=1,對于下一次傳輸k加1; NFIR是母碼碼字的長度; Sk,i表示第k個HARQ包的位置索引,用于標(biāo)識當(dāng)前HARQ包中索引為i的比特位置,第一個比特對應(yīng)Sk,i=0(i=0),其中i從0開始; Lk表示第k個HARQ包的長度。
本發(fā)明提供的LDPC碼編譯碼裝置和方法具有如下優(yōu)點不同碼率不同碼長的LDPC碼具有統(tǒng)一的編譯碼器,不同碼率不同碼長的LDPC碼具有一個統(tǒng)一的R0基礎(chǔ)矩陣。最重要的是,可以有效支持IR_HARQ,并且完全遞增冗余(Full IR)時候最低碼率可以遠(yuǎn)小于R0,可以通過對碼率為R0的統(tǒng)一基礎(chǔ)矩陣進(jìn)行擴張(extension)得到,當(dāng)R>R0時譯碼器的復(fù)雜度取決于碼率為R0的LDPC碼的復(fù)雜度,當(dāng)R<R0時譯碼器的復(fù)雜度取決于碼率為R的LDPC碼的復(fù)雜度。相對現(xiàn)有的縮短刪余方法,顯著地節(jié)省了硬件成本和計算復(fù)雜度,極大地提高了碼本身的靈活性,碼的適用范圍將得到了極大地擴展。
本發(fā)明解決了LDPC碼在變碼率方面和遞增冗余HARQ支持的缺陷,使得LDPC碼在碼率/碼長的靈活性方面不輸于turbo碼,而在譯碼速度(吞吐量,譯碼延遲)、功率損耗、編譯碼復(fù)雜度方面顯著優(yōu)于turbo碼,在性能方面和turbo碼相當(dāng)(短碼長時候turbo碼占優(yōu),長碼長時候LDPC碼占優(yōu),中等碼長相當(dāng))??偟膩碚f,LDPC碼代替turbo碼是一個必然的趨勢,本發(fā)明將致力于推動這個趨勢。
圖1是本發(fā)明裝置所在的系統(tǒng)示意圖; 圖2是(nb×z,kb×z)結(jié)構(gòu)化LDPC母碼的碼字; 圖3是碼率小于R0時候(N,K)縮短-刪除LDPC碼的碼字; 圖4是(nb×z,kb×z)結(jié)構(gòu)化LDPC母碼的碼字; 圖5是碼率大于R0時候(N,K)刪除-縮短LDPC碼的碼字; 圖6是本發(fā)明(N,K)LDPC一種編碼裝置; 圖7是本發(fā)明裝置中的矩陣參數(shù)計算器; 圖8是本發(fā)明LDPC縮短碼編碼裝置; 圖9是本發(fā)明提出的第一種基礎(chǔ)矩陣擴張(extension)方法; 圖10是本發(fā)明提出的第二種基礎(chǔ)矩陣擴張(extension)方法;
具體實施例方式 下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明的基本思路是,以特定碼率可變碼長的結(jié)構(gòu)化LDPC碼集為基礎(chǔ),以實際編碼信息位或者校驗位個數(shù)盡可能與結(jié)構(gòu)化LDPC信息位或者校驗位個數(shù)盡可能接近為設(shè)計原則,以LDPC碼具有最優(yōu)次數(shù)分布為條件,通過擴張(extending)、縮短(shortening)或者刪余(puncturing)操作,實現(xiàn)任意碼長任意碼率的低密度奇偶校驗碼的編譯碼;實現(xiàn)了對HARQ的支持,保證了在完全遞增冗余合并方式下LDPC碼具有足夠低的碼率。
圖1是本發(fā)明裝置所在的系統(tǒng)示意圖。本發(fā)明的編碼裝置,即圖1中的信道編碼器。信道編碼器實現(xiàn)信道編碼就是保證通信的可靠性,它將對上述的信源編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,添加冗余比特,保證到接收端,可以糾錯處理,提高通信質(zhì)量和可靠性。通常所說糾錯碼或者信道編碼是指LDPC碼、turbo碼、卷積碼、RS碼、BCH碼。信源編碼器實現(xiàn)了信源編碼,保證通信的有效性,它將模擬信號(如語音,圖象等)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)字信號,并進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮(如語言壓縮,圖象壓縮等)。此外,需要說明的是,編碼和解碼是對應(yīng)的,所以采用了本發(fā)明的編碼器和編碼方法,其解碼器和解碼方法也就有相應(yīng)的要求,本發(fā)明不多贅述。
本發(fā)明提供了一種支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼編碼方法,用于對編碼器輸入的K個信息比特進(jìn)行編碼,產(chǎn)生M個校驗比特,信息比特和校驗比特一起構(gòu)成N個碼字比特,然后輸出到下一級處理單元。其中,M=N-K,碼率R=K/N,K和N可以是任意大于零整數(shù)。所述方法具體包括如下步驟 A、設(shè)定一個特定碼率R0且有限個碼長的低密度奇偶校驗碼母碼集,用于實現(xiàn)(N=z×nb,K=z×kb)低密度奇偶校驗碼的編譯碼,其中,z為擴展因子,Zset為擴展因子集合,z∈Zset,Zset是由P個大于零的正整數(shù)z1<z2<…<zk-1<zk<…<zP構(gòu)成的集合,P是某個大于1的整數(shù)。該碼集具有一個統(tǒng)一形式的(mb×nb)基礎(chǔ)矩陣Hbuniform,為了實現(xiàn)(z×nb,z×kb)編譯碼,用特定的修正運算和擴展因子z來修正統(tǒng)一的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform,得到修正后的基礎(chǔ)矩陣Hbmodified,再根據(jù)Hbmodified和z就可以擴展得到奇偶校驗矩陣;并且基礎(chǔ)矩陣Hbuniform總有碼率其中,nb是大于2的確定整數(shù),mb是大于1的確定整數(shù),kb=nb-mb; B、當(dāng)碼率R<R0時,令編碼前任意信息分組長度為K,編碼后任意碼字長度為N,z是結(jié)構(gòu)化LDPC碼的擴展因子,校驗位個數(shù)是M=N-K,碼率r=K/N;用于完成(N,K)的LDPC碼的編碼方法如下所述 步驟B1、碼率匹配計算
在Hbuniform的最后一行和最后一列后面分別增加Δm行和增加Δm列,擴張得到(mb+Δm)×(nb+Δm)的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension;這里,
表示向下取整。
步驟B2、碼長匹配計算擴展因子或者確定zt與Zset中元素有如下關(guān)系zk-1<zt≤zk,其中,zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素,編碼器所需擴展因子是zk;基于擴張(extension)后統(tǒng)一的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension和計算得到的擴展因子z=zk,可以得到((nb+Δm)×zk,kb×zk)的LDPC母碼;需要說明的是,計算zt推薦用因為可以證明 步驟B3、縮短編碼添加x=(kb·z-K)個零比特到K個信息比特之前,構(gòu)成編碼所需要的kb·zk信息分組;然后進(jìn)行((nb+Δm)×zk,kb×zk)LDPC編碼,得到(nb+Δm)×zk個編碼碼字比特; 步驟B4、符號刪除對于上述編碼碼字,刪除步驟B3中添加的x個零比特,如果刪除后的碼字比特數(shù)目和所需要的分組大小N不匹配,則在刪除零比特之后,選擇合適位置,刪除碼字中y=(mb+Δm)×zk-N+K個比特,最終得到長度為N的碼字。
其中,在上述步驟B1中,在Hbuniform的最后一行和最后一列后面分別增加Δm行和增加Δm列形成(mb+Δm)×(nb+Δm)矩陣Hbuniform_extension的擴展方法有如下兩種,但是本發(fā)明并不局限于這兩種方法。這兩種方法分別是 方法1在Hbuniform_extension中新增矩陣部分,對于任何滿足mb+1≤i≤mb+Δm行索引i,都有 在這里,行列索引都是從1開始的。
如圖9所示,給出了方法1的一個具體實例。第一個公式產(chǎn)生了從左到右第一個成45度角的零序列,第二個公式產(chǎn)生了從左到右第二個成45度角的零序列,第三個公式產(chǎn)生了從左到右第三個成45度角的零序列。其中,第二個零序列和第三個零序列是相鄰的。
方法2對于Hbuniform_extension中新增矩陣部分,對于行索引i=mb+1,總有 對于任何滿足mb+2≤i≤mb+Δm行索引i,都有 在這里,行列索引都是從1開始的。
如圖10所示,給出了方法2的一個具體實例。對于行索引i=mb+1=5,根據(jù)方法2的第1、2、3公式,可得擴張統(tǒng)一基礎(chǔ)矩陣第5行第1、第2和第9列三個元素為0。對于行索引i≥(mb+2)=6的矩陣部分,從左到右有三個成45度角的零序列,第一個零序列是方法2第4個公式計算得到的,第二個零序列是方法2第5個公式計算得到的,第三個零序列是方法2第6個公式計算得到的。
需要指出,對于上述兩種擴張方法,擴張基礎(chǔ)矩陣中0元素表示了奇偶校驗矩陣的單位陣,擴張基礎(chǔ)矩陣中其他位置可以用表示奇偶校驗矩陣的零方陣的元素填充,如-1。
C、當(dāng)碼率R≥R0時,令編碼前任意信息分組長度為K,編碼后任意碼字長度為N,z是結(jié)構(gòu)化LDPC碼的擴展因子,校驗位個數(shù)是M=N-K;用于完成(N,K)的LDPC碼的編碼方法包括 步驟C1、碼率匹配計算擴展因子確定zt與Zset中元素有如下關(guān)系zk-1<zt≤zk,其中zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素;基于統(tǒng)一的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform和計算得到的擴展因子zk,得到(mb×zk,nb×zk)LDPC母碼; 步驟C2、縮短編碼添加x=(kb·zk-K)個零比特到K個信息比特之前,構(gòu)成編碼所需要的kb×zk信息分組;然后進(jìn)行(mb×zk,nb×zk)LDPC編碼,得到mb×zk個校驗位,信息分組和校驗位分組構(gòu)成了nb×zk縮短碼碼字; 步驟C3、符號刪除對縮短碼碼字刪除步驟C2中添加的x個零比特,如果刪除后的碼字比特數(shù)目和所需要的分組大小N不匹配,從上述刪除零比特后碼字中繼續(xù)刪除y=(mb×zk-N+K)個比特,最終得到長度為N的碼字。
以下用一個實際的例子來對本發(fā)明的技術(shù)作為進(jìn)一步的說明。
首先,先對低密度奇偶校驗碼的母碼集進(jìn)行修正,得到修正基礎(chǔ)矩陣。
一個特定碼率R0=1/2、具有多個碼長結(jié)構(gòu)化的LDPC碼母碼集,該母碼集的統(tǒng)一基礎(chǔ)矩陣大小為mb×nb=16×32,碼集的擴展因子是以1為步長從zmin=12增加到zmax=640,記作z∈Zset={zmin∶1∶zmax }。由于一個特定碼長N對應(yīng)一個特定擴展因子z,所以信息分組長度是以kb為步長從zmin×kb增加到zmax×nb,記作K∈{zmin×kb∶kb∶zmax×kb}={192∶16∶10240}。碼率R0=1/2母碼集的統(tǒng)一基礎(chǔ)矩陣Hbuniform如下所示 其中,
為了實現(xiàn)(z×nb,z×kb)低密度奇偶校驗碼的編譯碼,需要用如前所述的某個修正運算和擴展因子z來修正統(tǒng)一的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform,得到修正后的基礎(chǔ)矩陣Hbmodified,根據(jù)Hbmodified和z就可以得到奇偶校驗矩陣。本實例采用了取整(Scale+floor)修正公式來修正統(tǒng)一基礎(chǔ)矩陣,修正是對Hbuniform的表示非零方陣的元素(hijb)uniform進(jìn)行的,這里zmax=640
通過對上述的Hbuniform修正,可以得到信息分組長度K=288、碼字長度N=576的低密度奇偶校驗碼對應(yīng)的修正基礎(chǔ)矩陣,如下所示
當(dāng)碼率R<R0時,基于實施例給出的母碼集,即利用本發(fā)明的支持任何長度/碼率的LDPC編碼方法,詳述如下 碼率編碼前信息分組長度為K,編碼后碼字長度為N,z是結(jié)構(gòu)化LDPC碼的擴展因子,需要的校驗位個數(shù)是M=N-K。
根據(jù)上述的支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼編碼方法,完成(N,K)的LDPC碼的編碼,步驟如下 步驟B1、碼率匹配計算
在Hbuniform的最后一行和最后一列后面分別增加Δm行和增加Δm列,擴張得到(mb+Δm)×(nb+Δm)=(16+Δm)×(32+Δm)的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension;這里,
表示向上取整。
步驟B2、碼長匹配計算擴展因子確定zt與Zset中元素有如下關(guān)系zk-1<zt≤zk,其中,zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素;zk就是我們最終需要的擴展因子;基于擴展后統(tǒng)一的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension和計算得到的擴展因子zk,可以得到((nb+Δm)×zk,kb×zk)=((32+Δm)×zk,(16+Δm)×zk)的LDPC母碼; 步驟B3、縮短編碼添加x=(kb·zk-K)=(16·zk-K)個零比特到K個信息比特之前,構(gòu)成編碼所需要的16×zk信息分組;然后進(jìn)行((nb+Δm)×zk,kb×zk)=((32+Δm)×zk,(16+Δm)×zk)LDPC編碼,得到(nb+Δm)×zk=(32+Δm)×zk比特碼字; 步驟B4、符號刪除對母碼碼字刪除步驟B3中添加的x個零比特,如果刪除后的碼字比特數(shù)目和所需要的分組大小N不匹配,則在刪除零比特后之后,選擇合適位置,刪除碼字中y=(mb+Δm)×zk-N+K=(16+Δm)×zk-N+K比特,最終得到長度為N的碼字。
這里給出一個更加具體的例子,遵循上述步驟,實現(xiàn)碼率R=3/11碼長為N=1100信息分組長度為K=300的LDPC編碼,方法如下 步驟1、碼率匹配計算
在Hbuniform的最后一行和最后一列后面分別增加Δm=27行和增加Δm=27列,擴張得到m′b×n′b=(mb+Δm)×(nb+Δm)=43×59的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension,上述擴張方法是采用本發(fā)明所述的編碼方法的步驟B1中方法2來進(jìn)行的; 步驟2、碼長匹配計算擴展因子可以確定zt與Zset中元素有如下關(guān)系zk-1=18<zt≤zk=19,其中zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素,則z=zk=19就是編碼器需要的擴展因子; 根據(jù)z=19,對上述的(mb+Δm)×(nb+Δm)=43×59的Hbuniform_extension進(jìn)行向下取整(scale+floor)修正,得到(mb+Δm)×(nb+Δm)=43×59的Hbmodified_extension;根據(jù)擴展因子z=19和(mb+Δm)×(nb+Δm)=43×59的Hbmodified_extension,通過基礎(chǔ)矩陣擴展就可以得到一個奇偶校驗矩陣((mb+Δm)×zk,(nb+Δm)×zk)=817×1121的LDPC母碼H。
步驟3、縮短編碼添加x=kb×z-K=16*19-300=4個零比特到300個信息比特之前,構(gòu)成編碼所需要的16×z=304信息分組; 基于((mb+Δm)×zk,(nb+Δm)×zk)=817×1121的H,對長度為304的信息分組進(jìn)行編碼,就可以得到長度為(mb+Δm)×zk=817的校驗分組,信息分組和校驗分組構(gòu)成了長度為(nb+Δm)×zk=1121碼字。
步驟4、符號刪除去掉上述304比特信息分組中x=kb×z-K=4個零,最后信息分組長度為K=300;再從上述(mb+Δm)×zk=817比特校驗分組中選擇y=(m′b×z-N+K)=43×19-1100+300=17個位置進(jìn)行打孔(Puncturing),最后校驗長度為M=(mb+Δm)×zk-y=817-17=800;上述K=300比特信息分組和M=800比特的校驗分組構(gòu)成了我們需要的N=1100比特碼字。
當(dāng)碼率R≥R0時,基于實施例給出的母碼集,即利用本發(fā)明的支持任何長度/碼率的LDPC碼的編碼方法,詳述如下 碼率編碼前信息分組長度為K,編碼后碼字長度為N,z是結(jié)構(gòu)化LDPC碼的擴展因子,需要的校驗位個數(shù)是M=N-K。
根據(jù)上述的支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼編碼方法,完成(N,K)的LDPC碼的編碼,步驟如下 步驟C1、碼率匹配計算擴展因子
基于統(tǒng)一的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform和計算得到的擴展因子z,得到(nb×z,mb×z)=(32×z,16×z)LDPC母碼。
步驟C2、縮短編碼添加x=(kb×z-K)=(16×z-K)個零比特到K個信息比特之前,構(gòu)成編碼所需要的kb×z=16×z比特信息分組;然后進(jìn)行(Nldpc=nb×z=32×z,Kldpc=kb×z=16×z)LDPC編碼,得到nb×z=32×z比特碼字。
步驟C3、符號刪除對母碼碼字刪除步驟C2中添加的x個零比特,如果刪除后的碼字比特數(shù)目和N不相等,從上述刪除零比特后碼字中繼續(xù)刪除y=mb×z-N+K=16×z-N+K個比特,最終得到長度為N的碼字。
需要強調(diào),刪除位置的選擇很重要,需要保證刪除后碼的性能最優(yōu)。在這里,刪除比特位置不僅可以包括校驗位部分,而且可以包括信息位部分。
這里給出一個更加具體的例子,遵循上述步驟,實現(xiàn)碼率R=3/4碼長N=400信息分組長度K=300的LDPC編碼,步驟如下 步驟1、首先計算擴展因子
步驟2、添加x=kb×z-K=16×z-K=16*19-300=4個零比特到300個信息比特之前,構(gòu)成編碼所需要的kb×z=16×z=304信息分組; 根據(jù)z=19,對上述的mb×nb=16×32的Hbuniform進(jìn)行上述的取整(Scale+Floor)修正,得到mb×nb=16×32的Hbmodified;根據(jù)擴展因子z=19和Hbmodified,通過基礎(chǔ)矩陣擴展得到一個奇偶校驗矩陣mbz×nbz=304×608的H; 基于mbz×nbz=304×608的H,對長度為kb·z=304的信息分組進(jìn)行編碼,就可以得到長度為mb·z=304的校驗分組,信息分組和校驗分組構(gòu)成了長度為nb·z=608碼字; 步驟3、去掉上述kb·z=304比特信息分組中x=kb×z-K=4個零,最后信息分組長度為K=300;再從上述mb·zk=304比特校驗分組中選擇y=mb×z-N+K=16×19-400+300=204個位置進(jìn)行打孔(Puncturing),最后校驗長度為M=mb·z-y=304-204=100;上述K=300比特信息分組和M=100比特的校驗分組構(gòu)成了我們需要的N=400比特碼字。
本發(fā)明提供了一種支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼的編碼裝置,它與上述例子保持一致,用于對編碼裝置的輸入信號進(jìn)行信道編碼,然后轉(zhuǎn)發(fā)給解調(diào)器,所述的編碼裝置包括基礎(chǔ)矩陣存儲器601、矩陣參數(shù)計算器602、輸入信息分組緩沖器603、LDPC縮短碼編碼器604、刪除碼字比特裝置605,以及輸出碼字分組緩沖器606,如圖6所示。其中 基礎(chǔ)矩陣存儲器601,用于存儲統(tǒng)一的mb×nb基礎(chǔ)矩陣Hbuniform,輸出統(tǒng)一基礎(chǔ)矩陣到矩陣參數(shù)計算器602。
矩陣參數(shù)計算器602,輸入K、N、kb、nb和Hbuniform,產(chǎn)生LDPC縮短碼編碼器604所需要的矩陣和參數(shù),和刪除碼字比特裝置605所需要的參數(shù)。如圖7所示,所述矩陣參數(shù)計算器602包括比較選擇器701、第一類計算器702和第二類計算器703。所述矩陣參數(shù)計算器602的處理步驟如下所述 1)、輸入當(dāng)前實際編碼的碼率R比較選擇器701完成碼率R=K/N同母碼的碼率R0=1/2進(jìn)行比較,如果R≥R0,進(jìn)入第一類計算器702;否則進(jìn)入第二類計算器703。
2)、在第一類計算器702中,首先計算擴展因子然后確定zt與Zset中元素有如下大小關(guān)系zk-1<zt≤zk,其中zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素,則zk就是需要輸出的擴展因子;計算m′b=mb,n′b=nb,基于統(tǒng)一的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform和計算得到的擴展因子zk,通過修正,得到Hbmodified;將修正矩陣Hbmodified、擴展因子zk和矩陣大小參數(shù)輸出到LDPC縮短碼編碼器604,或者對Hbmodified進(jìn)行擴展,得到奇偶校驗矩陣H,然后輸出H、擴展因子zk和矩陣大小參數(shù)到LDPC縮短碼編碼器604; 3)、在第二類計算器703中,首先計算
然后計算確定zt與Zset中元素的大小關(guān)系zk-1<zt≤zk,這里zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素,則zk就是需要輸出的擴展因子;計算m′b=mb+Δm=16+Δm,n′b=nb+Δm=32+Δm,對于(mb=16,nb=32)基礎(chǔ)矩陣Hbuniform進(jìn)行擴張,在Hbuniform的最后一行和最后一列后面分別增加Δm行和增加Δm列,擴張得到(m′b,n′b)的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension,基于基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension和計算得到的擴展因子zk,通過修正,得到Hbmodified_extension;將修正矩陣Hbmodified_extension、擴展因子zk和矩陣大小參數(shù)輸出到LDPC縮短碼編碼器604,或者對Hbmodified_extension進(jìn)行擴展,得到奇偶校驗矩陣H,然后輸出H、擴展因子zk和矩陣大小參數(shù)到LDPC縮短碼編碼器604;這里,
表示向上取整。
輸入信息分組緩沖器603,用于對輸入的信息分組進(jìn)行緩沖存儲并將其輸出到LDPC縮短碼編碼器604中。
LDPC縮短碼編碼器604,根據(jù)從矩陣參數(shù)計算裝置602輸入編碼所需要的修正的基礎(chǔ)矩陣、擴展因子和矩陣大小參數(shù),對從信息分組緩沖器輸入的信息分組進(jìn)行編碼,生成碼字,輸出到下一級刪除碼字比特裝置605。如圖8,LDPC縮短碼編碼器604包括添加零比特裝置801、(m′b×z,n′b×z)LDPC母碼編碼器802、去除零比特裝置803。所述LDPC縮短碼編碼器604的處理步驟如下所述 輸入k比特信息分組到添加零比特裝置801,輸入擴展因子zk到添加零比特裝置801、LDPC母碼編碼器802和去除零比特裝置803;在k比特信息分組之前添加x=16·zk-K個零比特,得到16·z個比特的母碼信息分組;將上述母碼信息分組送到(n′b×zk,16×zk)LDPC母碼編碼器802進(jìn)行編碼,得到n′b·zk個母碼碼字比特;去除母碼編碼前添加的x個零比特,得到縮短碼編碼器編碼后數(shù)據(jù);輸出縮短碼碼字到刪除碼字比特裝置605,在這里k′b=n′b-m′b=kb=16 刪除碼字比特裝置605,用于輸入縮短碼碼字;在保證刪除碼性能的條件下,選擇y=m′b×zk-N+K個刪除位置,刪除這些位置上縮短碼字的比特;將刪除后得到的N個碼字輸出。
輸出碼字分組緩沖器606,用于對刪除碼字比特裝置605輸出的碼字分組進(jìn)行緩沖存儲,最終輸出。
本發(fā)明還提供一種LDPC HARQ包的產(chǎn)生方法。在通信技術(shù)中,自動請求重傳HARQ技術(shù)包括發(fā)送機的發(fā)送方法和接收機的接收方法兩部分。在發(fā)送機的發(fā)送方法中,每次發(fā)送都涉及到HARQ包生成,本發(fā)明的LDPC HARQ包的產(chǎn)生方法為靈活低密度奇偶校驗碼設(shè)計提供了實際應(yīng)用的平臺,能夠很好支持遞增冗余混合自動重傳請求HARQ。
本發(fā)明的LDPC HARQ包的產(chǎn)生方法,包括以下步驟 1、根據(jù)輸入K比特信息分組生成LDPC HARQ母碼碼字(mother codewordgeneration) 在該步驟中,輸入K比特信息分組,在完全遞增冗余條件下最低碼率為RFIR=1/5,計算N=K/RFIR,如果上述N值不是整數(shù),還需要向上取整或者向下取整,得到NFIR,上述NFIR的母碼碼字包括K個信息比特,以及MFIR=NFIR-K個校驗比特。
使用本發(fā)明所述的支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼編碼方法和裝置,對輸入K比特信息分組進(jìn)行LDPC編碼,產(chǎn)生NFIR比特碼字分組。
2、LDPC HARQ母碼碼字比特排列(mother codeword bits permutation) 在該步驟中,信息比特的順序?qū)⒈3植蛔儯枰淖冃r灡忍仨樞?,目的是保證步驟3中比特選擇產(chǎn)生碼字具有最優(yōu)的刪余分布,即保證比特選擇產(chǎn)生碼字性能最優(yōu)。
定義刪余圖樣P的大小為mb,它是由從mb到nb-1的整數(shù)構(gòu)成,向量內(nèi)上述元素的一個特定的排列。例如,Hb的大小為mb×nb=16×32,排列向量P定義為P=[17,19,21,23,25,27,29,31,18,24,22,28,30,20,26,16],Pl表示排列向量P中索引為l的元素,l是從0開始的。
設(shè)i為排列前碼字的比特位置索引,為了實現(xiàn)排列映射,相應(yīng)地排列后碼字比特所索引為j。下述公式表示將排列前第i位置的數(shù)據(jù)放到排列后第j位置
其中,排列向量P索引
表示下取整,i、j和l都是從0開始的。
3、LDPC HARQ碼字比特選擇(codeword bits selection) 碼字比特選擇用來產(chǎn)生HARQ包,具有刪余和重復(fù)的功能。
碼字比特選擇是通過對步驟2)輸出排列后碼字順序地選擇比特序列,得到的HARQ包的二進(jìn)制序列,輸出到下一個處理單元(如調(diào)制器)。
令k是HARQ包的索引,反映當(dāng)前HARQ包的傳輸次數(shù),第一次傳輸時k=0,第二次傳輸時k=1,對于下一次傳輸k加1。
NFIR是母碼碼字的長度。
Sk,i表示第k個HARQ包的位置索引,用于標(biāo)識當(dāng)前HARQ包中索引為i比特的位置,第一個比特對應(yīng)Sk,i=0,其中索引i是從0開始的。
Lk表示第k個HARQ包的長度。
下述公式描述了碼字比特選擇規(guī)則,右式計算結(jié)果標(biāo)識了步驟2)輸出碼字的比特位置。下述公式表示,在從比特排列后碼字中,選擇右式計算結(jié)果位置的比特,放到第k個HARQ包的第i個比特位置。
總之,本發(fā)明給出了使用統(tǒng)一的編譯碼器的支持任何碼長/碼率的LDPC碼編碼方法和裝置。本發(fā)明的新設(shè)計解決了LDPC碼在變碼長和變碼率方面的致命缺點,使得LDPC碼在碼率/碼長的靈活性方面不輸于turbo碼,并且保持了優(yōu)異性能。本發(fā)明還給出了一種LDPC碼的HARQ包產(chǎn)生的方法,上述支持任何碼長/碼率的LDPC碼編碼方法和裝置可以用于這種HARQ包產(chǎn)生方法的母碼碼字生成,保證了新的LDPC母碼碼字可以很好地支持完全遞增冗余HARQ。
這里已經(jīng)通過具體的實施例子對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述,提供上述實施例的描述為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員制造或適用本發(fā)明,這些實施例的各種修改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是容易理解的。本發(fā)明并不限于這些例子,或其中的某些方面。本發(fā)明的范圍通過附加的權(quán)利要求進(jìn)行詳細(xì)說明。
權(quán)利要求
1.一種支持任何碼率/碼長的結(jié)構(gòu)化低密度奇偶校驗碼編碼方法,對信道編碼器輸入的任意長度為K信息比特序列進(jìn)行編碼,然后輸出任意長度為N碼字比特序列給后續(xù)的處理單元,校驗位長度M=N-K,碼率r=K/N,所述方法包括如下步驟
1)確定一個特定碼率R0的低密度奇偶校驗碼母碼集,所述母碼集是由有限個碼率為R0不同碼長的低密度奇偶校驗碼構(gòu)成,所述母碼集具有統(tǒng)一形式的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform;
2)根據(jù)信息分組長度匹配,確定擴展因子;根據(jù)所述擴展因子和基礎(chǔ)矩陣Hbuniform,通過縮短或者刪余或者擴張,確定編碼器所需要的參數(shù)和矩陣;
3)編碼器根據(jù)編碼器所需要的參數(shù)和矩陣,對輸入的K比特信息分組進(jìn)行編碼,產(chǎn)生N比特碼字,輸出碼字。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持任何碼率/碼長的結(jié)構(gòu)化低密度奇偶校驗碼編碼方法,其特征在于在步驟1)中,
所述低密度奇偶校驗碼母碼集定義了P個相同碼率R0不同碼長的(N=z×nb,K=z×kb)低密度奇偶校驗碼,其中,Zset為擴展因子集合,擴展因子z可以是Zset中任何一個元素,Zset是由P個大于零的正整數(shù)z1<z2<…<zk-1<zk<…<zP構(gòu)成的集合,P是某個大于1的整數(shù),且基礎(chǔ)矩陣Hbuniform總有碼率,其中,nb是大于2的確定整數(shù),mb是大于1的確定整數(shù),kb=nb-mb。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持任何碼率/碼長的結(jié)構(gòu)化低密度奇偶校驗碼編碼方法,其特征在于在步驟2)中,比較確定碼率R小于R0,計算編碼所需參數(shù)和矩陣包括
步驟B1、利用
確定Δm,在基礎(chǔ)矩陣Hbuniform的最后一行和最后一列后面分別增加Δm行和增加Δm列,擴張形成(mb+Δm)×(nb+Δm)的擴張基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension;這里,
表示向下取整;
步驟B2、利用特定的擴展因子公式確定擴展因子,確定zt與Zset中元素有如下關(guān)系zk-1<zt≤zk,其中zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素,編碼器所需擴展因子是zk;
步驟B3、基于擴張后統(tǒng)一的擴展基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension和擴展因子z=zk,根據(jù)特定的修正算法對Hbuniform_extension進(jìn)行修正,可以計算出((nb+Δm)×zk,kb×zk)的LDPC編碼所需要的修正的基礎(chǔ)矩陣Hbmodifed_extension;在這里,修正的基礎(chǔ)矩陣就是編碼所需要的矩陣,擴展因子和矩陣大小參數(shù)就是編碼所需要的參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持任何碼率/碼長的結(jié)構(gòu)化低密度奇偶校驗碼編碼方法,其特征在于在步驟2)中,比較確定碼率R大于等于R0,計算編碼所需參數(shù)和矩陣包括
利用擴展因子確定擴展因子zt,確定zt與Zset中元素有如下關(guān)系zk-1<zt≤zk,其中zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素,編碼器所需擴展因子是zk;基于統(tǒng)一的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform和擴展因子zk,根據(jù)特定的修正算法和擴展因子z可以計算(mb×zk,nb×zk)的編碼所需要的修正后的基礎(chǔ)矩陣;其中,所述修正的基礎(chǔ)矩陣就是編碼所需要的矩陣,擴展因子和矩陣大小參數(shù)就是編碼所需要的參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的支持任何碼率/碼長的結(jié)構(gòu)化低密度奇偶校驗碼編碼方法,其特征在于在步驟3)中,對信息比特的編碼計算包括
步驟B1、添加x=kb·z-K個零比特到K個信息比特之前,形成編碼所需要的kb·zk信息分組;然后進(jìn)行((nb+Δm)×zk,kb×zk)LDPC編碼,形成(nb+Δm)×zk個編碼碼字比特;
步驟B2、在上述編碼碼字中,刪除步驟B1中添加的x個零比特,如果刪除后的碼字比特數(shù)目和所需要的分組大小N不匹配,則在刪除零比特后,繼續(xù)選擇合適位置,刪除碼字中y=(mb+Δm)×zk-N+K個比特,形成長度為N的編碼碼字。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的支持任何碼率/碼長的結(jié)構(gòu)化低密度奇偶校驗碼編碼方法,其特征在于步驟B2中特定擴展因子計算公式為
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的支支持任何碼率/碼長的結(jié)構(gòu)化低密度奇偶校驗碼編碼方法,其特征在于步驟B2中特定擴展因子計算公式為
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的支持任何碼率/碼長的結(jié)構(gòu)化低密度奇偶校驗碼編碼方法,其特征在于在步驟B1中,所述基礎(chǔ)矩陣擴張方法為
對于Hbextension中新增的矩陣部分,對于任何滿足mb+1≤i≤mb+Δm行索引i,都有
其它位置用表示零方陣的元素填充,如-1;
其中,i是矩陣Hbextension行索引,行列索引都是從1開始的。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的支持任何碼率/碼長的結(jié)構(gòu)化低密度奇偶校驗碼編碼方法,其特征在于在步驟B1中,所述基礎(chǔ)矩陣擴張方法為
對于Hbextension中新增的矩陣部分,對于行索引i=mb+1,總有
其它位置用表示零方陣的元素填充,如-1;
對于任何滿足mb+2≤i≤mb+Δm行索引i,都有
其它位置用表示零方陣的元素填充,如-1;
其中,i是矩陣Hbextension行索引,行列索引都是從1開始的。
10.一種支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼的編碼裝置,對信道編碼器輸入信息比特序列進(jìn)行編碼,然后輸出碼字比特序列給后續(xù)的處理單元,其特征在于,所述編碼裝置包括基礎(chǔ)矩陣存儲器、矩陣參數(shù)計算器、LDPC縮短碼編碼器、刪除碼字比特裝置,其中,
所述基礎(chǔ)矩陣存儲器,用于存儲統(tǒng)一的mb×nb基礎(chǔ)矩陣Hbuniform,并輸出基礎(chǔ)矩陣到矩陣參數(shù)計算器;
所述矩陣參數(shù)計算器,產(chǎn)生LDPC縮短碼編碼器所需要的矩陣和參數(shù),和刪除碼字比特裝置所需要的參數(shù);
LDPC縮短碼編碼器,根據(jù)所述矩陣參數(shù)計算器產(chǎn)生的矩陣和參數(shù),對信息分組進(jìn)行編碼,生成碼字,并輸出到刪除碼字比特裝置;
刪除碼字比特裝置,用于刪除縮短碼字中一定數(shù)量的碼字比特,并將刪除后得到的N個碼字輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼的編碼裝置,其特征在于所述矩陣參數(shù)計算器,包括一個比較選擇器、第一類計算器、第二類計算器,其中,
比較選擇器,用于比較實際碼率R和母碼集的碼率R0,如果R≥R0,選擇運行第一類計算器;如果R<R0,運行第二類計算器;
第一類計算器,用于產(chǎn)生R≥R0時LDPC縮短碼編碼器604所需要的矩陣、擴展因子z;
第二類計算器,用于產(chǎn)生R<R0時LDPC縮短碼編碼器604所需要的矩陣、擴展因子z。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼的編碼裝置,其特征在于在所述的第一類計算器中,
首先確定擴展因子,然后確定zt與Zset中元素有如下大小關(guān)系zk-1<zt≤zk,其中zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素,則zk就是需要輸出的擴展因子;
基于m′b=mb,n′b=nb,統(tǒng)一的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform和擴展因子zk,通過修正,確定Hbmodified;
將修正矩陣Hbmodified、擴展因子zk和矩陣大小參數(shù)輸出到LDPC縮短碼編碼器604,或者對修正矩陣Hbmodified進(jìn)行擴展,形成奇偶校驗矩陣H,然后輸出奇偶校驗矩陣H、擴展因子zk和矩陣大小參數(shù)到LDPC縮短碼編碼器604。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼的編碼裝置,其特征在于在所述的第二類計算器中,
首先確定
,其中,
表示向上取整;
按照特定的擴展因子計算公式確定zt;
根據(jù)zt與Zset中元素的大小關(guān)系zk-1<zt≤zk,確定輸出的擴展因子zk,其中,zk-1,zk是Zset中大小相鄰的元素;
確定m′b=mb+Δm,n′b=nb+Δm,對(mb,nb)基礎(chǔ)矩陣Hbuniform進(jìn)行擴張,在Hbuniform的最后一行和最后一列后面分別增加Δm行和增加Δm列,擴張得到(m′b,n′b)的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension;
基于基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension和擴展因子zk,對基礎(chǔ)矩陣Hbuniform_extension進(jìn)行修正,形成修正矩陣Hbmodified_extension;
將修正矩陣Hbmodified_estension、擴展因子zk和矩陣大小參數(shù)輸出到LDPC縮短碼編碼器604,或者對修正矩陣Hbmodified_extension進(jìn)行擴展,形成奇偶校驗矩陣H,然后輸出奇偶校驗矩陣H、擴展因子zk和矩陣大小參數(shù)到LDPC縮短碼編碼器604。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼的編碼裝置,其特征在于所述計算zt的特定擴展因子計算公式是
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼的編碼裝置,其特征在于所述計算zt的特定擴展因子計算公式是
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼的編碼裝置,其特征在于,所述編碼裝置進(jìn)一步包括一輸入信息分組緩沖器,用于對輸入的信息分組進(jìn)行緩沖存儲并將其輸出到LDPC縮短碼編碼器604中。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼的編碼裝置,其特征在于,所述編碼裝置進(jìn)一步包括一輸出碼字分組緩沖器,用于對刪除碼字比特裝置605輸出的碼字分組進(jìn)行緩沖存儲并輸出。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼的編碼裝置,其特征在于,所述刪除碼字比特裝置605是選擇將在y=m′b×zk-N+K個刪除位置上的碼字比特刪除。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的支持任何碼率/碼長的低密度奇偶校驗碼的編碼裝置,其特征在于所述的縮短碼編碼器,包括一個(m′b×z,n′b×z)LDPC母碼編碼器、一個添加零比特裝置、一個去除零比特裝置,設(shè)輸入k比特信息塊和擴展因子zk,其中,
一個添加零比特裝置,用于在k比特信息分組之前添加x=kb·zk-K個零比特,得到kb·z個比特的編碼所需信息分組,輸出到下一級編碼器;
一個(m′b×z,n′b×z)LDPC母碼編碼器,(n′b×zk,kb×zk)LDPC母碼編碼器,根據(jù)輸入的基礎(chǔ)矩陣和擴展因子(或者奇偶校驗矩陣)對上述編碼所需信息分組進(jìn)行編碼,得到n′b·zk個母碼碼字比特,輸出到去除零比特裝置;
一個去除零比特裝置,刪除輸入的母碼碼字中前面x個零比特,得到縮短碼碼字;輸出縮短碼碼字到刪除碼字比特裝置,在這里k′b=n′b-m′b;
20.一種應(yīng)用權(quán)利要求1或權(quán)利要求10的編碼方法或裝置產(chǎn)生低密度奇偶校驗碼的混合自動重傳請求HARQ包的方法,所述方法包括以下步驟
C1)、根據(jù)輸入K比特信息分組生成LDPC HARQ母碼碼字;
C2)、對LDPC HARQ母碼碼字比特進(jìn)行排列,其中,保持信息比特的順序,改變校驗比特順序;
C3)、選擇LDPC HARQ碼字比特,通過對步驟2)輸出排列后碼字依次順序地選擇比特序列,即第一次傳輸從第一個系統(tǒng)比特開始,以后每次傳輸?shù)拈_始位置緊跟上一次傳輸結(jié)束的位置,最終得到的HARQ包的二進(jìn)制序列,輸出到下一個處理單元。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其特征在于,在步驟C1中,
輸入的K比特信息分組,是在完全遞增冗余條件下最低碼率為RFIR的情況下輸入的,其中,RFIR是由系統(tǒng)給定,NFIR=K/RFIR,對于上述NFIR的母碼碼字,前面是K個信息比特,后面是MFIR=NFIR-K個校驗比特。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其特征在于,在步驟C1中,LDPC HARQ母碼碼字生成包括以下步驟
1)確定一個特定碼率R0的低密度奇偶校驗碼母碼集,所述母碼集是由有限個碼率為R0不同碼長的低密度奇偶校驗碼構(gòu)成,所述母碼集具有統(tǒng)一形式的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform,其中,信道編碼器輸入的任意長度為K信息比特序列,輸出任意長度為N碼字比特序列,校驗位長度M=N-K,碼率r=K/N;
2)根據(jù)信息分組長度匹配,確定擴展因子;根據(jù)所述擴展因子和基礎(chǔ)矩陣Hbuniform,通過縮短或者刪余或者擴張,確定編碼器所需要的參數(shù)和矩陣;
3)編碼器根據(jù)編碼器所需要的參數(shù)和矩陣,對輸入的K比特信息分組進(jìn)行編碼,產(chǎn)生N比特碼字,輸出碼字。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其特征在于,在步驟C2中,LDPC HARQ母碼碼字比特排列是基于以下公式進(jìn)行排列的,將排列前第i位置的數(shù)據(jù)放到排列后第j位置,
其中,
表示下取整,i、j和1都是從0開始的;i是排列前碼字的比特位置索引,j是排列后碼字的比特位置索引;P是刪余圖樣,大小為mb的向量,是由從kb到nb-1的整數(shù)構(gòu)成,上述元素組成的預(yù)先定義的排列。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其特征在于,在步驟C3中,碼字比特選擇規(guī)則是基于以下公式進(jìn)行選擇的,在從比特排列后碼字中,選擇依據(jù)所述公式的所得到的結(jié)果位置的比特,放到第k個HARQ包的第i個比特位置,
其中,k是HARQ包的索引,反映當(dāng)前HARQ包的傳輸次數(shù),第一次傳輸時k=0,第二次傳輸時k=1,對于下一次傳輸k加1;
NFIR是母碼碼字的長度;
Sk,i表示第k個HARQ包的位置索引,用于標(biāo)識當(dāng)前HARQ包中索引為i的比特位置,第一個比特對應(yīng)Sk,i=0(i=0),其中i從0開始;
Lk表示第k個HARQ包的長度。
25.一種結(jié)構(gòu)化LDPC碼的基礎(chǔ)矩陣擴張方法,所述基礎(chǔ)矩陣Hb的大小為mb×nb,在Hb的最后一行和最后一列后面分別增加Δm行和增加Δm列,形成(mb+Δm)×(nb+Δm)矩陣Hbextension,所述方法包括
對于Hbextension中新增的矩陣部分,對于任何滿足mb+1≤i≤mb+Δm行索引i,都有
在這里,行列索引都是從1開始的;
其它位置用表示零方陣的元素填充,如-1。
26.一種結(jié)構(gòu)化LDPC碼的基礎(chǔ)矩陣擴張方法,所述基礎(chǔ)矩陣Hb的大小為mb×nb,在Hb的最后一行和最后一列后面分別增加Δm行和增加Δm列,形成(mb+Δm)×(nb+Δm)矩陣Hbextension,所述方法包括
對于Hbextension中新增的矩陣部分,對于行索引i=mb+1,總有
其它位置用表示零方陣的元素填充,如-1;
對于任何滿足mb+2≤i≤mb+Δm行索引i,都有
其中,i是矩陣Hbextension行索引,行列索引都是從1開始的;
其它位置用表示零方陣的元素填充,如-1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種支持任何碼率/碼長的結(jié)構(gòu)化低密度奇偶校驗碼編碼方法,對信道編碼器輸入的任意長度為K信息比特序列進(jìn)行編碼,然后輸出任意長度為N碼字比特序列給后續(xù)的處理單元,校驗位長度M=N-K,碼率r=K/N,所述方法包括如下步驟1)確定一個特定碼率R0的低密度奇偶校驗碼母碼集,所述母碼集是由有限個碼率為R0不同碼長的低密度奇偶校驗碼構(gòu)成,所述母碼集具有統(tǒng)一形式的基礎(chǔ)矩陣Hbuniform;2)根據(jù)信息分組長度匹配,確定擴展因子;根據(jù)所述擴展因子和基礎(chǔ)矩陣Hbuniform,通過縮短或者刪余或者擴張,確定編碼器所需要的參數(shù)和矩陣;3)編碼器根據(jù)編碼器所需要的參數(shù)和矩陣,對輸入的K比特信息分組進(jìn)行編碼,產(chǎn)生N比特碼字,輸出碼字。
文檔編號H04L1/00GK101217337SQ200710072808
公開日2008年7月9日 申請日期2007年1月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月1日
發(fā)明者俊 徐, 袁志鋒, 胡留軍 申請人:中興通訊股份有限公司