專利名稱：編碼器、解碼器、以及編碼和解碼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼對(duì)信息進(jìn)行編碼的編碼器、以及使用LDPC碼對(duì)編碼信息進(jìn)行解碼的解碼器。更具體地，本發(fā)明涉及一種使用陣列碼對(duì)信息進(jìn)行編碼的編碼器以及對(duì)編碼信息進(jìn)行解碼的解碼器。
背景技術(shù)：
作為糾錯(cuò)技術(shù)，低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼引人注目。LDPC碼的優(yōu)點(diǎn)在于其為在校驗(yàn)矩陣中“1”較少的線性碼。因?yàn)榇a長(zhǎng)度較大且碼具有隨機(jī)性，所以LDPC碼比常規(guī)碼具有顯著較高的糾錯(cuò)能力。使用LDPC碼，可以使用稱為和積解碼方法的迭代解碼方法來(lái)有效地對(duì)碼序列進(jìn)行解碼。
將LDPC碼應(yīng)用于檢測(cè)磁盤(pán)裝置中的錯(cuò)誤。可以用來(lái)檢測(cè)磁盤(pán)裝置中的錯(cuò)誤的LDPC碼例如需要具有令人滿意的瀑布特性(waterfallcharacteristic)、低錯(cuò)誤基底(error floor)、短奇偶長(zhǎng)度、高編碼率和短的碼長(zhǎng)度，并且其應(yīng)該是系統(tǒng)碼。此外，編碼器和解碼器的電路規(guī)模應(yīng)該很小。仍然必須開(kāi)發(fā)可以滿足所有這些要求的LDPC碼。
系統(tǒng)碼是通過(guò)從信息序列生成奇偶序列并將該奇偶序列添加到該信息序列而生成的碼。圖6是用于說(shuō)明系統(tǒng)碼的圖。
如圖6所示，該系統(tǒng)碼是通過(guò)向信息長(zhǎng)度為K的信息序列添加奇偶長(zhǎng)度為M的奇偶序列來(lái)產(chǎn)生碼序列的碼。該碼序列的碼長(zhǎng)度是N(N＝K+M)。
圖7是使用常規(guī)LDPC碼系統(tǒng)的磁盤(pán)裝置的編碼/解碼部的功能構(gòu)成的圖。如圖7所示，該編碼/解碼部包括LDPC編碼器1、部分響應(yīng)(PR)通道2、通道后驗(yàn)概率(APP)解碼器3、LDPC解碼器4和閾值判斷單元5。
LDPC編碼器1是將輸入信息序列uk編碼為L(zhǎng)DPC碼序列xk的編碼器。PR通道2是如下通道根據(jù)部分響應(yīng)系統(tǒng)將經(jīng)LDPC編碼器1編碼的LDPC碼序列xk記錄在磁盤(pán)中，再現(xiàn)磁盤(pán)中記錄的信息yk，并將再現(xiàn)的信息yk輸出到通道APP解碼器3。
通道APP解碼器3是對(duì)從PR通道2接收的信息yk應(yīng)用最大似然(ML)解碼并將關(guān)于LDPC碼序列xk的外部信息Λe(xk’)作為對(duì)數(shù)似然比輸出到LDPC解碼器4的解碼器。
LDPC解碼器4是如下的解碼器以外部信息Λe(xk’)作為先驗(yàn)概率進(jìn)行可靠度傳播運(yùn)算，更新關(guān)于LDPC碼序列xk的外部信息Λe(xk’)，并根據(jù)外部信息Λe(xk’)計(jì)算關(guān)于信息序列uk的估計(jì)值uk’的后驗(yàn)概率Λ(uk’)。
該LDPC解碼器4將更新的外部信息Λe(xk’)輸出到通道APP解碼器3，從而將外部信息Λe(xk’)用作先驗(yàn)信息。LDPC解碼器4重復(fù)該處理預(yù)定次數(shù)，然后將關(guān)于后驗(yàn)概率Λ(uk’)的信息輸出到閾值判斷單元5。
閾值判斷單元5可以通過(guò)從LDPC解碼器4獲得關(guān)于后驗(yàn)概率Λ(uk’)的信息并對(duì)后驗(yàn)概率Λ(uk’)進(jìn)行閾值判斷，獲得對(duì)信息序列uk的估計(jì)值uk’。
LDPC碼是線性塊碼，由校驗(yàn)矩陣H定義。圖8是校驗(yàn)矩陣H的示例的圖。當(dāng)碼長(zhǎng)度為N且奇偶長(zhǎng)度是M時(shí)，校驗(yàn)矩陣H為M行N列。
校驗(yàn)矩陣H和碼矩陣x的關(guān)系如下HxT＝0其中，x是N維向量，0是N維零向量，T表示x的轉(zhuǎn)置。
當(dāng)從信息序列u生成碼序列x時(shí)，使用下述的生成矩陣Gx＝uG其中，信息序列u是K維向量，生成矩陣G是K行N列的矩陣。
生成矩陣G與信息序列u、碼序列x和校驗(yàn)矩陣H具有下述關(guān)系。
HGT＝0其中0是M行K列的零矩陣。
如果在硬盤(pán)裝置中包括的大規(guī)模集成電路(LSI)中的存儲(chǔ)器內(nèi)保存校驗(yàn)矩陣H和生成矩陣G，則LSI的電路規(guī)模變大。因此，已經(jīng)進(jìn)行了試驗(yàn)以使得可以容易地在LSI中保存這些矩陣的結(jié)構(gòu)或容易地生成這些矩陣。
例如，作為構(gòu)成校驗(yàn)矩陣H的方法，存在使用陣列碼的方法。在通過(guò)將陣列碼應(yīng)用于LDPC碼而獲得的陣列LDPC碼中，使用循環(huán)置換矩陣來(lái)構(gòu)造校驗(yàn)矩陣H(例如參見(jiàn)John L.Fan，“Array Codes as Low-DensityParity-Check Codes”，in Proc.2nd.Int.Symp.Turbo Codes，Brest，F(xiàn)rance，Sept.2000，pp.543-546)。
下面示出陣列LDPC碼的校驗(yàn)矩陣H的示例 其中，I是p行p列的單位矩陣(p為質(zhì)數(shù)p＝1、3、5、7、11、……)。
j和k分別是校驗(yàn)矩陣H的行權(quán)和列權(quán)，并滿足關(guān)系j，k≤p。
σ是通過(guò)在行或列方向移動(dòng)單位矩陣I的“1”而獲得的p行p列循環(huán)置換矩陣。下面示出σ的示例σ=0100000100000100000110000]]>陣列LDPC碼具有如下特征在Tanner圖中沒(méi)有長(zhǎng)度為4的循環(huán)，可以防止解碼性能劣化并構(gòu)造校驗(yàn)矩陣H。然而，生成矩陣G的缺點(diǎn)在于，生成矩陣G通常不具有特定結(jié)構(gòu)。
因此，也已經(jīng)提出了使用結(jié)構(gòu)化校驗(yàn)矩陣對(duì)信息序列遞歸地進(jìn)行編碼的方法。然而，編碼時(shí)的計(jì)算復(fù)雜度增加(例如參見(jiàn)美國(guó)專利第6895547號(hào)的說(shuō)明書(shū))。
也已經(jīng)提出了抑制編碼時(shí)的計(jì)算復(fù)雜度并實(shí)現(xiàn)低錯(cuò)誤基底的不規(guī)則重復(fù)累積(IRA)-LDPC碼(例如參見(jiàn)M.Yang，W.E.Ryan，and Y.Li，“Design of efficiently encodable moderate-length high-rateirregular LDPC codes”，IEEE Trans.Comm.，Vol.52，No.4，pp.564-571，April 2004)。
在該IRA-LDPC碼中，將M行N列的校驗(yàn)矩陣H分為M行M列的方陣H2和剩下的M行K列(K＝N-M)的矩陣H1。
H＝[H1H2]在這種情況下，生成矩陣G表示如下G＝[I(H2-1H1)T]在IRA-LDPC碼中，校驗(yàn)矩陣H1是隨機(jī)生成的矩陣(隨機(jī)交織器)，校驗(yàn)矩陣H2具有如下表示的1+D(D表示1延遲)的結(jié)構(gòu)。
H2=100000110000011000001100000110000011]]>其中，“+”是異或算符。
圖9是用于說(shuō)明進(jìn)行常規(guī)IRA-LDPC編碼的編碼器的圖。如圖9所示，該編碼器將信息序列u乘以校驗(yàn)矩陣H1T，并對(duì)乘法的輸出應(yīng)用傳遞函數(shù)1/(1+D)，由此從信息序列u生成奇偶序列p。
然而，如果將常規(guī)IRA-LDPC碼應(yīng)用于允許碼間干擾的裝置(如使用部分響應(yīng)系統(tǒng)的磁盤(pán)裝置)，那么，如果在校驗(yàn)矩陣H中存在連續(xù)“1”的部分，則錯(cuò)誤率特性不令人滿意。
具體地，IRA-LDPC碼中的校驗(yàn)矩陣H2的列權(quán)為2。當(dāng)存在碼間干擾時(shí)，容易出現(xiàn)位間錯(cuò)誤傳播，糾錯(cuò)能力的下降不可避免。列權(quán)為2的LDPC碼在錯(cuò)誤基底特性方面很差是廣為人知的。
因此，需要一種在構(gòu)造校驗(yàn)矩陣時(shí)可以控制錯(cuò)誤率特性的劣化、減小與編碼和解碼相關(guān)的計(jì)算復(fù)雜度、并縮小編碼電路和解碼電路的電路規(guī)模的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是至少解決常規(guī)技術(shù)的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種通過(guò)使用低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼來(lái)將碼長(zhǎng)度為N(N＝K+M，其中K是信息長(zhǎng)度，M是奇偶長(zhǎng)度)的信息序列編碼為碼序列的編碼器包括信息獲取單元，用于獲取關(guān)于由M行N列的校驗(yàn)矩陣定義的LDPC碼的生成矩陣的信息，所述M行N列的校驗(yàn)矩陣由作為存在逆矩陣且列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣的M行M列的第一矩陣和M行K列的第二矩陣形成；以及編碼單元，用于根據(jù)信息獲取單元獲取的信息將預(yù)定的信息序列編碼為碼序列。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種使用陣列碼對(duì)信息序列進(jìn)行編碼的編碼器包括信息獲取單元，用于獲取關(guān)于由如下獲得的矩陣形成的校驗(yàn)矩陣定義的生成矩陣的信息對(duì)形成該陣列碼中校驗(yàn)矩陣的循環(huán)置換矩陣中的彼此相鄰行上的兩個(gè)“1”進(jìn)行行或列置換排列以使其排列為彼此間隔預(yù)定的列；編碼單元，用于根據(jù)信息獲取單元獲取的信息將信息序列編碼為碼序列。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種向信息長(zhǎng)度為K的預(yù)定信息序列添加奇偶長(zhǎng)度為M的奇偶序列從而對(duì)使用低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼編碼的碼長(zhǎng)度為N(N＝K+M)的碼序列進(jìn)行解碼的解碼器包括信息獲取單元，用于獲取關(guān)于由M行N列校驗(yàn)矩陣定義的LDPC碼的該校驗(yàn)矩陣的信息，所述M行N列校驗(yàn)矩陣由作為存在逆矩陣且列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣的M行M列的第一矩陣和M行K列的第二矩陣形成；以及解碼單元，用于根據(jù)信息獲取單元獲取的信息對(duì)碼序列進(jìn)行解碼。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種包括向信息長(zhǎng)度為K的預(yù)定信息序列添加奇偶長(zhǎng)度為M的奇偶序列從而使用低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼將該信息序列編碼為碼長(zhǎng)度為N(N＝K+M)的碼序列的編碼方法包括以下步驟獲取關(guān)于由M行N列的校驗(yàn)矩陣定義的LDPC碼的生成矩陣的信息，所述M行N列的校驗(yàn)矩陣由作為存在逆矩陣且列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣的M行M列的第一矩陣和M行K列的第二矩陣形成；以及根據(jù)在獲取步驟獲取的信息將預(yù)定信息序列編碼為碼序列。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種包括向信息長(zhǎng)度為K的預(yù)定信息序列添加奇偶長(zhǎng)度為M的奇偶序列從而對(duì)使用低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼編碼的碼長(zhǎng)度為N(N＝K+M)的碼序列進(jìn)行解碼的解碼方法包括以下步驟獲取關(guān)于由M行N列的校驗(yàn)矩陣定義的低密度奇偶校驗(yàn)碼的該校驗(yàn)矩陣的信息，所述校驗(yàn)矩陣是由作為存在逆矩陣且列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣的M行M列的第一矩陣和M行K列的第二矩陣形成的；以及根據(jù)在獲取步驟獲取的信息對(duì)碼序列進(jìn)行解碼。
結(jié)合附圖來(lái)閱讀以下對(duì)本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，將更好地理解本發(fā)明的以上和其他目標(biāo)、特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義。


圖1是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的出現(xiàn)4循環(huán)的原因的圖；圖2是用于說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施例的生成校驗(yàn)矩陣H1的方法的圖；圖3A到3D是與各種奇偶長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的初始值列的圖；圖4是根據(jù)第一實(shí)施例的編碼器的功能框圖；圖5是根據(jù)第一實(shí)施例的解碼器的功能框圖；圖6是用于說(shuō)明系統(tǒng)碼的圖；圖7是常規(guī)的編碼/解碼部的功能框圖；圖8是校驗(yàn)矩陣H的示例的圖；以及圖9是常規(guī)編碼器的圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的LDPC碼中，M行N列的校驗(yàn)矩陣H如下所示地由兩個(gè)矩陣形成，即，作為M行M列方陣的校驗(yàn)矩陣H2和剩下的M行K列(K＝N-M)的校驗(yàn)矩陣H1H＝[H1H2]。
可以如下表示生成矩陣GG＝[I(H2-1H1)T]。
換言之，HGT＝[H1H2][I(H2-1H1)T]T＝H1I+H2(H2-1H1)＝H1+H1＝0。
“+”是異或算子。
對(duì)校驗(yàn)矩陣H1使用陣列碼。在這種情況下，校驗(yàn)矩陣H1表示如下。
其中I是p行p列(p是質(zhì)數(shù)p＝1、3、5、7、11、……)的單位矩陣。j和k分別是校驗(yàn)矩陣H的列權(quán)和行權(quán)，并滿足關(guān)系j，k≤p，σ是通過(guò)沿行或列方向移動(dòng)單位矩陣I的“1”而獲得的p行p列循環(huán)置換矩陣。
下面是沿行方向移動(dòng)“1”的示例σ=0100000100000100000110000]]>下面是沿行方向移動(dòng)“1”的示例σ=0000010000010000010000010]]>在校驗(yàn)矩陣H1中，將左上角的元素設(shè)置為I(＝σ0)。也可以將校驗(yàn)矩陣H1的左上角的元素設(shè)置為任意元素σn(n≤(j-1)(k-1))，并將通過(guò)使剩余的元素在行或列方向循環(huán)而獲得的矩陣用作校驗(yàn)矩陣H1。
例如，當(dāng)σ(＝σ1)是左上角的元素時(shí)，使剩余的元素如下循環(huán)以生成校驗(yàn)矩陣H1。
其中p是質(zhì)數(shù)，因?yàn)?，?dāng)p不是質(zhì)數(shù)時(shí)，校驗(yàn)矩陣H1中的循環(huán)置換矩陣的循環(huán)長(zhǎng)度減小，如果使用該循環(huán)置換矩陣創(chuàng)建校驗(yàn)矩陣H1則校驗(yàn)矩陣H1具有4循環(huán)。
然而，當(dāng)p是質(zhì)數(shù)且循環(huán)置換矩陣的循環(huán)長(zhǎng)度大于校驗(yàn)矩陣H1的行數(shù)和列數(shù)時(shí)，不出現(xiàn)4循環(huán)。將該條件表示為j，k≤p(p是質(zhì)數(shù))。圖1是用于說(shuō)明出現(xiàn)4循環(huán)的原因的圖。
如圖1所示，發(fā)現(xiàn)雖然當(dāng)p是質(zhì)數(shù)5時(shí)在矩陣H1中不出現(xiàn)4循環(huán)，但是當(dāng)p是非質(zhì)數(shù)6時(shí)，循環(huán)置換矩陣的循環(huán)長(zhǎng)度減小，從而由于循環(huán)矩陣I而引起4循環(huán)。
由(j×p)行(k×p)列、列權(quán)為j行權(quán)為k的校驗(yàn)矩陣H1定義的這種陣列碼是正則LDPC碼，行數(shù)和列數(shù)有限。因此，切出并使用校驗(yàn)矩陣H1的一部分，從而消除行數(shù)和列數(shù)的限制并生成列權(quán)和行權(quán)不一致的非正則LDPC碼。
圖2是用于說(shuō)明生成校驗(yàn)矩陣H1的方法的圖。圖2示出了其中p＝7、j＝3、k＝4并且生成16行24列的校驗(yàn)矩陣H1的示例。當(dāng)生成校驗(yàn)矩陣H1時(shí)，首先，使用7行7列的循環(huán)置換矩陣生成21行28列的陣列碼的校驗(yàn)矩陣Harray。從校驗(yàn)矩陣Harray切出16行24列的矩陣并將其設(shè)置為校驗(yàn)矩陣H1。
另一方面，校驗(yàn)矩陣H2是列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣。然而，確定“1”的位位置以使得不存在4循環(huán)且逆矩陣是稀疏的。稀疏矩陣表示“1”的數(shù)目極少且“0”的數(shù)目很大的矩陣。在本說(shuō)明中，選擇列權(quán)為5的逆矩陣作為稀疏逆矩陣。
下面示出的校驗(yàn)矩陣H2是奇偶長(zhǎng)度為16且初始值列為{0，2，6}的示例。
H2=1010001000000000010100010000000000101000100000000001010001000000000010100010000000000101000100000000001010001000000000010100010000000000101000100000000001010001100000000010100001000000000101000010000000001010000100000000010110001000000000100100010000000001]]>初始值列{0，a，b}(0＜a，b＜M，且a＜b)是用于指定在列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣的第一行上3個(gè)“1”的位處于哪列的信息。具體地，初始值列{0，a，b}指出校驗(yàn)矩陣H2的第一行上的第一列、第a+1列和第b+1列的元素為“1”，其他元素為“0”。
由于校驗(yàn)矩陣H2是循環(huán)置換矩陣，因此當(dāng)確定了初始值列時(shí)，可以根據(jù)初始值列確定校驗(yàn)矩陣H2的所有元素。因此，編碼器不需要保存校驗(yàn)矩陣H2的所有元素的值，只需要保存關(guān)于初始值列的信息。這樣，可以實(shí)現(xiàn)電路規(guī)模的縮小。
校驗(yàn)矩陣H2的逆矩陣H2-1是
H2-1=100100000101010010001000001010110100010000010100101000100000101101010001000001001010100010000011010101000100000010101010001000000101010100010000001010101000100000010101010001000000101010100011000001010101000010000010101010000100000101010100001000001010101]]>這樣，當(dāng)校驗(yàn)矩陣H2是初始值列為{0，2，6}的矩陣時(shí)，逆矩陣H2-1的列權(quán)為5。像校驗(yàn)矩陣H2一樣，逆矩陣H2-1也是循環(huán)置換矩陣。因此，編碼器只需要保存關(guān)于初始值列的信息來(lái)生成逆矩陣H2-1。因此，可以實(shí)現(xiàn)電路規(guī)模的縮小以及算術(shù)運(yùn)算速度的提高。
列權(quán)為3、沒(méi)有4循環(huán)、存在逆矩陣且逆矩陣的列權(quán)為5的循環(huán)置換矩陣H2的初始值列取決于奇偶長(zhǎng)度。通過(guò)計(jì)算機(jī)搜索可以容易地檢查出滿足條件的奇偶長(zhǎng)度與初始值列之間的關(guān)系。
當(dāng)允許4循環(huán)時(shí)，可以將逆矩陣的列權(quán)設(shè)置為小于5。具體地，可以將逆矩陣的列權(quán)減小到3。通過(guò)由計(jì)算機(jī)搜索來(lái)檢查其逆矩陣列權(quán)如此為3的循環(huán)置換矩陣H2并使用該循環(huán)置換矩陣H2，可以使逆矩陣稀疏，減小與編碼相關(guān)的計(jì)算復(fù)雜度，并縮小電路規(guī)模。
下面說(shuō)明計(jì)算機(jī)進(jìn)行的對(duì)初始值列的搜索的結(jié)果。圖3A到3D是對(duì)應(yīng)于各種奇偶長(zhǎng)度M的初始值列{0，a，b}的圖。在圖3A到3D中，省略了用于對(duì)初始值列{0，a，b}的數(shù)字進(jìn)行分界的逗號(hào)“，”。
當(dāng)滿足下面條件中的任何一個(gè)時(shí)，列權(quán)為3、奇偶長(zhǎng)度為M、初始值列為{0，a，b}的循環(huán)置換矩陣H2具有4循環(huán)(1)a＝b-a
(2)b-a＝M-b(3)M-b＝a(4)b＝M-b(5)M-a＝a(6)M-b+a＝b-a。
因此，在搜索初始值列時(shí)，排除滿足這種條件的初始值列。
圖4是根據(jù)本實(shí)施例的生成LDPC碼的編碼器的功能框圖。該編碼器對(duì)應(yīng)于圖7中所示的LDPC編碼器1。編碼器包括信息序列接收單元10、存儲(chǔ)單元11、矩陣生成單元12、第一矩陣算術(shù)單元13、第二矩陣算術(shù)單元14和碼生成單元15。
信息序列接收單元10接收信息序列，并將接收的信息序列分別輸出給第一矩陣算術(shù)單元13和碼生成單元15。存儲(chǔ)單元11是諸如存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)裝置，并存儲(chǔ)關(guān)于用于生成校驗(yàn)矩陣H1的循環(huán)置換矩陣σ中“1”的位置的信息、關(guān)于校驗(yàn)矩陣H2的逆矩陣H2-1的初始值列的信息、關(guān)于校驗(yàn)矩陣H1和逆矩陣H2-1的行數(shù)和列數(shù)的信息等。
矩陣生成單元12從存儲(chǔ)單元11獲取關(guān)于循環(huán)置換矩陣σ中“1”的位置的信息以及關(guān)于校驗(yàn)矩陣H1的行數(shù)和列數(shù)的信息，根據(jù)參照?qǐng)D2說(shuō)明的方法生成校驗(yàn)矩陣H1，并將生成的校驗(yàn)矩陣H1的轉(zhuǎn)置矩陣H1T輸出到第一矩陣算術(shù)單元13。
矩陣生成單元12從存儲(chǔ)單元11獲取關(guān)于校驗(yàn)矩陣H2的逆矩陣H2-1的初始值列的信息以及關(guān)于逆矩陣H2-1的行數(shù)和列數(shù)的信息，從初始值列生成校驗(yàn)矩陣H2的逆矩陣H2-1，并將生成的逆矩陣H2-1的轉(zhuǎn)置矩陣(H2-1)T輸出到第二矩陣算術(shù)單元14。
第一矩陣算術(shù)單元13計(jì)算從信息序列接收單元10獲取的信息序列與從矩陣生成單元12獲取的轉(zhuǎn)置矩陣H1T的乘積，并將關(guān)于乘積的信息輸出到第二矩陣算術(shù)單元14。
第二矩陣算術(shù)單元14從第一矩陣算術(shù)單元13獲取關(guān)于乘積的信息，并計(jì)算所獲取的乘積與從矩陣生成單元12獲取的轉(zhuǎn)置矩陣(H2-1)T的乘積。該乘積是奇偶序列。第二矩陣算術(shù)單元14將該奇偶序列輸出到碼生成單元15。
碼生成單元15將從第二矩陣算術(shù)單元14獲取的奇偶序列添加到從信息序列接收單元10獲取的信息序列，從而生成碼序列并輸出生成的碼序列。
圖5是根據(jù)本實(shí)施例的對(duì)LDPC碼進(jìn)行解碼的解碼器的功能框圖。該解碼器對(duì)應(yīng)于圖7中所示的LDPC解碼器4。解碼器包括外部信息接收單元20、存儲(chǔ)單元21、矩陣生成單元22和解碼處理單元23。
外部信息接收單元20從圖7中所示的通道APP解碼器3接收外部信息。存儲(chǔ)單元21是諸如存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)裝置，并存儲(chǔ)關(guān)于用于生成校驗(yàn)矩陣H1的循環(huán)置換矩陣σ中“1”的位置的信息、關(guān)于校驗(yàn)矩陣H2的初始值列的信息、以及關(guān)于校驗(yàn)矩陣H1和校驗(yàn)矩陣H2的行數(shù)和列數(shù)的信息等。
矩陣生成單元22根據(jù)關(guān)于循環(huán)置換矩陣σ中“1”的位置的信息、關(guān)于校驗(yàn)矩陣H2的初始值列的信息、以及關(guān)于校驗(yàn)矩陣H1和校驗(yàn)矩陣H2的行數(shù)和列數(shù)的信息而生成校驗(yàn)矩陣H，并將生成的校驗(yàn)矩陣H輸出到解碼處理單元23。
解碼處理單元23根據(jù)通常使用的和積解碼方法對(duì)LDPC碼進(jìn)行解碼。具體地，解碼處理單元23使用從矩陣生成單元22獲取的校驗(yàn)矩陣H，用外部信息作為先驗(yàn)概率來(lái)進(jìn)行可靠性傳播運(yùn)算，并更新關(guān)于LDPC碼序列xk的外部信息。
解碼處理單元23根據(jù)外部信息來(lái)計(jì)算對(duì)信息序列的估計(jì)值的后驗(yàn)概率。解碼處理單元23輸出更新了的外部信息以將該外部信息用作先驗(yàn)信息。
解碼處理單元23重復(fù)處理預(yù)定次數(shù)，然后，將關(guān)于后驗(yàn)概率的信息輸出到圖7中示出的閾值判斷單元5。接收到該信息的閾值判斷單元5可以通過(guò)對(duì)后驗(yàn)概率進(jìn)行閾值判斷來(lái)獲取對(duì)信息序列的估計(jì)值。結(jié)果，進(jìn)行了對(duì)LDPC碼的解碼。
如上所述，在第一實(shí)施例中，編碼器的第一矩陣算術(shù)單元13和第二矩陣算術(shù)單元14獲取關(guān)于由M行M列的校驗(yàn)矩陣H2(其為存在逆矩陣且列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣)和M行K列的校驗(yàn)矩陣H1形成的M行N列校驗(yàn)矩陣H定義的LDPC碼的生成矩陣的信息，并根據(jù)獲取的信息將預(yù)定的信息序列編碼為碼序列。這樣，即使在存在碼間干擾時(shí)也可以通過(guò)將列權(quán)設(shè)置為3來(lái)控制位之間的錯(cuò)誤傳播，改進(jìn)錯(cuò)誤基底特性以防止糾錯(cuò)能力的下降，通過(guò)構(gòu)造第一矩陣來(lái)減小與編碼相關(guān)的計(jì)算復(fù)雜度，并縮小電路規(guī)模。
在第一實(shí)施例中，解碼器的解碼處理單元23獲取關(guān)于由M行M列的校驗(yàn)矩陣H2(其為存在逆矩陣且列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣)和M行K列的校驗(yàn)矩陣H1形成的M行N列校驗(yàn)矩陣H定義的LDPC碼的該校驗(yàn)矩陣H的信息，并根據(jù)獲取的信息對(duì)碼序列進(jìn)行解碼。這樣，即使在存在碼間干擾時(shí)也可以通過(guò)將列權(quán)設(shè)置為3來(lái)控制位之間的錯(cuò)誤傳播，改進(jìn)錯(cuò)誤基底特性以防止糾錯(cuò)能力的下降，通過(guò)構(gòu)造第一矩陣來(lái)減小與解碼相關(guān)的計(jì)算復(fù)雜度，并縮小電路規(guī)模。
在第一實(shí)施例中，當(dāng)在Tanner圖中允許出現(xiàn)長(zhǎng)度為4的循環(huán)時(shí)，校驗(yàn)矩陣H2的逆矩陣是列權(quán)為3的矩陣。這樣，可以將逆矩陣設(shè)置為稀疏矩陣并減小與編碼相關(guān)的計(jì)算復(fù)雜度。
在第一實(shí)施例中，校驗(yàn)矩陣H2是列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣，其第一行上的第一列、第a+1列和第b+1列(0＜a，b＜M，且a＜b)的元素是1而第一行的其他元素為0。這樣，僅僅存儲(chǔ)第一行上的1元素的位置就可以生成第一矩陣，并且，因?yàn)椴槐卮鎯?chǔ)第一矩陣的所有元素，所以可以縮小電路規(guī)模。
在第一實(shí)施例中，校驗(yàn)矩陣H2是被形成為不滿足在Tanner圖中出現(xiàn)長(zhǎng)度為4的循環(huán)的條件的矩陣。這樣，可以防止解碼性能的劣化。
在第一實(shí)施例中，出現(xiàn)長(zhǎng)度為4的循環(huán)的條件是滿足以下任一項(xiàng)a＝b-a、b-a＝M-b、M-b＝a、b＝M-b、M-a＝a、以及M-b+a＝b-a。這樣，通過(guò)生成不滿足該條件的第一矩陣，可以有效地防止解碼性能的劣化。
在第一實(shí)施例中，當(dāng)校驗(yàn)矩陣H2是被形成為不滿足在Tanner圖中出現(xiàn)長(zhǎng)度為4的循環(huán)的條件的矩陣時(shí)，校驗(yàn)矩陣H2的逆矩陣是列權(quán)為5的矩陣。這樣，可以將逆矩陣設(shè)置為稀疏矩陣，并減小與編碼相關(guān)的計(jì)算復(fù)雜度。
在第一實(shí)施例中，第一矩陣算術(shù)單元13使用校驗(yàn)矩陣H1對(duì)信息序列進(jìn)行編碼，然后第二矩陣算術(shù)單元14進(jìn)一步使用校驗(yàn)矩陣H2的逆矩陣對(duì)信息序列進(jìn)行編碼，從而生成奇偶序列。碼生成單元15將生成的奇偶序列添加到信息序列，從而將預(yù)定信息序列編碼為碼序列。這樣，可以使用形成M行N列校驗(yàn)矩陣的校驗(yàn)矩陣H2和校驗(yàn)矩陣H1來(lái)有效地對(duì)信息序列進(jìn)行編碼。
在第一實(shí)施例中，校驗(yàn)矩陣H1是通過(guò)從陣列碼中的P行Q列(M＜P且K＜Q)的校驗(yàn)矩陣Harray切出M行K列的矩陣而生成的矩陣。這樣，可以將校驗(yàn)矩陣H1設(shè)置為列權(quán)和行權(quán)不一致的非正則LDPC碼。
在第一實(shí)施例中，構(gòu)造校驗(yàn)矩陣H。然而，如果簡(jiǎn)單地進(jìn)行構(gòu)造，則校驗(yàn)矩陣的隨機(jī)性可能發(fā)生下降而使得難以改進(jìn)糾錯(cuò)能力。
作為用于改進(jìn)校驗(yàn)矩陣的隨機(jī)性的技術(shù)，存在隨機(jī)交織器。然而，由于必須準(zhǔn)備存儲(chǔ)碼序列的多個(gè)存儲(chǔ)器，所以增大了電路規(guī)模。因此，在第二實(shí)施例中，在不增大電路規(guī)模的情況下改進(jìn)校驗(yàn)矩陣的隨機(jī)性。編碼器和解碼器的功能配置與圖4和5中所示的情況相同。下面詳細(xì)說(shuō)明與第一實(shí)施例的不同。
首先，說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施例的校驗(yàn)矩陣H。如在第一實(shí)施例中一樣，將M行N列的校驗(yàn)矩陣H分成作為M行M列方陣的校驗(yàn)矩陣H2和剩余的M行K列(K＝N-M)的校驗(yàn)矩陣H1，如下所示H＝[H1H2]。
在第二實(shí)施例中，使用與第一實(shí)施例中的校驗(yàn)矩陣H2相同的矩陣作為校驗(yàn)矩陣H2。校驗(yàn)矩陣H1是通過(guò)陣列碼中的校驗(yàn)矩陣Harray的各個(gè)列塊與由稍后說(shuō)明的循環(huán)置換矩陣ω形成的ωm(0≤m≤k-1)的乘積如下形成的。
其中I是p行p列(p是質(zhì)數(shù)p＝1、3、5、7、11、……)的單位矩陣。
j和k分別是校驗(yàn)矩陣H的列權(quán)和行權(quán)，并滿足關(guān)系j，k≤p。
如以下示例所示，σ是與第一實(shí)施例中形成陣列碼的循環(huán)置換矩陣相同的p行p列循環(huán)置換矩陣。
σ=0100000100000100000110000]]>循環(huán)置換矩陣ω是p行p列的矩陣，并且是通過(guò)對(duì)循環(huán)置換矩陣σ中彼此相鄰行上的兩個(gè)“1”進(jìn)行行或列置換排列以使其排列為彼此間隔預(yù)定列而獲取的矩陣。例如，通過(guò)對(duì)彼此相鄰行上的兩個(gè)“1”進(jìn)行行或列置換排列以使其排列為彼此間隔一列而獲取的循環(huán)置換矩陣ω表示如下ω=0100000010100000010000001]]>在第一實(shí)施例的循環(huán)置換矩陣σ中，“1”位于對(duì)角線上。然而，可以通過(guò)使用這種偽隨機(jī)循環(huán)置換矩陣ω來(lái)使位于對(duì)角線上的“1”分散，并模仿隨機(jī)交織器。當(dāng)如磁盤(pán)裝置中的碼那樣存在碼間干擾時(shí)，這對(duì)于改進(jìn)糾錯(cuò)能力是有效的。如參照?qǐng)D2說(shuō)明的，也可以切下校驗(yàn)矩陣H1的任意部分并將該部分用作校驗(yàn)矩陣H1。
圖4和5中示出的編碼器和解碼器使用與按該方式形成的校驗(yàn)矩陣H對(duì)應(yīng)的生成矩陣G以及校驗(yàn)矩陣H來(lái)進(jìn)行對(duì)信息序列的編碼和對(duì)碼序列的解碼。
這樣，在第二實(shí)施例中，編碼器的第一矩陣算術(shù)單元13和第二矩陣算術(shù)單元14獲取關(guān)于由矩陣ω形成的校驗(yàn)矩陣H定義的生成矩陣的信息，并根據(jù)獲取的信息將信息序列編碼為碼序列，所述矩陣ω是通過(guò)對(duì)形成陣列碼中的校驗(yàn)矩陣Harray的循環(huán)置換矩陣σ中的彼此相鄰行上的兩個(gè)“1”進(jìn)行行或列置換排列以使其排列為彼此間隔預(yù)定列而獲得的。這樣，可以模仿隨機(jī)交織器，即使存在碼間干擾時(shí)也可以通過(guò)控制位之間的錯(cuò)誤傳播而防止糾錯(cuò)能力的下降，通過(guò)構(gòu)造矩陣減小與編碼相關(guān)的計(jì)算復(fù)雜度，并縮小電路規(guī)模。
在第二實(shí)施例中，編碼器的矩陣生成單元12通過(guò)計(jì)算矩陣ω與循環(huán)置換矩陣σ的乘積來(lái)產(chǎn)生關(guān)于生成矩陣的信息，矩陣ω是通過(guò)對(duì)形成陣列碼中的校驗(yàn)矩陣Harray的循環(huán)置換矩陣σ中的彼此相鄰行上的兩個(gè)“1”進(jìn)行行或列置換排列以使其排列為彼此間隔預(yù)定列而獲得的。第一矩陣算術(shù)單元13和第二矩陣算術(shù)單元14獲取產(chǎn)生的信息。這樣，可以不需要其中預(yù)先存儲(chǔ)關(guān)于生成矩陣的信息的存儲(chǔ)裝置。
已經(jīng)說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例。在本專利權(quán)利要求書(shū)而不是上述實(shí)施例中描述的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，可以按各種不同實(shí)施例來(lái)執(zhí)行本發(fā)明。例如，本發(fā)明不限于應(yīng)用于對(duì)磁盤(pán)裝置的糾錯(cuò)，還可以應(yīng)用于對(duì)光盤(pán)存儲(chǔ)裝置和通信的糾錯(cuò)。
在實(shí)施例中說(shuō)明的各種處理中，被說(shuō)明為自動(dòng)執(zhí)行的種類的處理的全部或者部分可以手動(dòng)地執(zhí)行。被說(shuō)明為手動(dòng)執(zhí)行的種類的處理的全部或者部分可以根據(jù)公知方法而自動(dòng)執(zhí)行此外，除非特別地另行指示，否則就可以任意改變處理過(guò)程、控制過(guò)程、具體名稱以及包括各種數(shù)據(jù)和參數(shù)的信息。
圖中示出的編碼器和解碼器的各個(gè)部件是功能性概念，并非總是需要物理構(gòu)成為如圖所示。換句話說(shuō)，編碼器和解碼器的分散和整合的具體形式不限于如圖中示出的形式。可以根據(jù)各種負(fù)載和使用狀態(tài)等，按任意單位將裝置的全部或者部分構(gòu)成為功能地或物理地分散以及整合。
此外，編碼器和解碼器中進(jìn)行的各種處理功能的全部或者部分可以由CPU和CPU分析并執(zhí)行的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者可以根據(jù)布線邏輯實(shí)現(xiàn)為硬件。
根據(jù)本發(fā)明，編碼器獲取關(guān)于由M行N列的校驗(yàn)矩陣定義的LDPC碼的生成矩陣的信息，并根據(jù)獲取的信息將預(yù)定的信息序列編碼為碼序列，所述M行N列的校驗(yàn)矩陣由作為存在逆矩陣且列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣的M行M列的第一矩陣和M行K列的第二矩陣形成。這樣，存在如下效果即使存在碼間干擾時(shí)也可以通過(guò)將列權(quán)設(shè)置為3來(lái)控制位之間的錯(cuò)誤傳播，改進(jìn)錯(cuò)誤基底特性以防止糾錯(cuò)能力的下降，通過(guò)構(gòu)造第一矩陣減小與編碼相關(guān)的計(jì)算復(fù)雜度，并縮小電路規(guī)模。
根據(jù)本發(fā)明，解碼器獲取關(guān)于由作為存在逆矩陣且列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣的M行M列的第一矩陣和M行K列的第二矩陣形成的M行N列校驗(yàn)矩陣定義的LDPC碼的該校驗(yàn)矩陣的信息，并根據(jù)獲取的信息對(duì)碼序列進(jìn)行解碼。這樣，存在如下效果即使存在碼間干擾時(shí)也可以通過(guò)將列權(quán)設(shè)置為3來(lái)控制位之間的錯(cuò)誤傳播，改進(jìn)錯(cuò)誤基底特性以防止糾錯(cuò)能力的下降，通過(guò)構(gòu)造第一矩陣減小與解碼相關(guān)的計(jì)算復(fù)雜度，并縮小電路規(guī)模。
根據(jù)本發(fā)明，第一矩陣的逆矩陣是列權(quán)為3的矩陣。這樣，存在如下效果可以將逆矩陣設(shè)置為稀疏矩陣并減小與編碼相關(guān)的計(jì)算復(fù)雜度。
根據(jù)本發(fā)明，第一矩陣是列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣，其第一行上的第一列、第a+1列和第b+1列(0＜a，b＜M，且a＜b)的元素為1，第一行其他元素為“0”。這樣，存在如下效果僅僅存儲(chǔ)第一行上1元素的位置就可以生成第一矩陣，并且，因?yàn)椴槐卮鎯?chǔ)第一矩陣的所有元素，所以可以縮小電路規(guī)模。
根據(jù)本發(fā)明，第一矩陣是被形成為不滿足在Tanner圖中出現(xiàn)長(zhǎng)度為4的循環(huán)的條件的矩陣。這樣，存在可以防止解碼性能劣化的效果。
根據(jù)本發(fā)明，出現(xiàn)長(zhǎng)度為4的循環(huán)的條件是滿足以下任何一項(xiàng)a＝b-a、b-a＝M-b、M-b＝a、b＝M-b、M-a＝a和M-b+a＝b-a。這樣，存在如下效果可以通過(guò)生成不滿足該條件的第一矩陣來(lái)有效防止解碼性能劣化。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)?shù)谝痪仃囀潜恍纬蔀椴粷M足在Tanner圖中出現(xiàn)長(zhǎng)度為4的循環(huán)的條件的矩陣時(shí)，第一矩陣的逆矩陣是列權(quán)為5的矩陣。這樣，存在如下效果可以將逆矩陣設(shè)置為稀疏矩陣并減小與編碼相關(guān)的計(jì)算復(fù)雜度。
根據(jù)本發(fā)明，在使用第二矩陣對(duì)信息序列進(jìn)行編碼之后，使用第一矩陣的逆矩陣進(jìn)一步對(duì)該信息序列進(jìn)行編碼，從而生成奇偶序列，通過(guò)將生成的奇偶序列添加到信息序列而將預(yù)定信息序列編碼為碼序列。這樣，存在如下效果可以使用形成M行N列校驗(yàn)矩陣的第一矩陣和第二矩陣來(lái)有效地對(duì)信息序列進(jìn)行編碼。
根據(jù)本發(fā)明，第二矩陣是由通過(guò)對(duì)形成陣列碼中校驗(yàn)矩陣的循環(huán)置換矩陣中的彼此相鄰行上的兩個(gè)“1”進(jìn)行行或列置換排列以使其排列為彼此間隔預(yù)定列而獲得的矩陣形成的。這樣，存在如下效果可以模仿隨機(jī)交織器，即使當(dāng)存在碼間干擾時(shí)也可以通過(guò)控制位之間的錯(cuò)誤傳播來(lái)防止糾錯(cuò)能力下降。
根據(jù)本發(fā)明，第二矩陣是通過(guò)從陣列碼中的P行Q列的校驗(yàn)矩陣中切下M行K列(M＜P且K＜Q)的矩陣而生成的矩陣。這樣，存在如下效果可以將第二矩陣設(shè)置為列權(quán)和行權(quán)不一致的非正則LDPC碼。
根據(jù)本發(fā)明，獲取關(guān)于由校驗(yàn)矩陣定義的生成矩陣的信息，并根據(jù)獲取的信息將信息序列編碼為碼序列，所述校驗(yàn)矩陣由通過(guò)對(duì)形成陣列碼中校驗(yàn)矩陣的循環(huán)置換矩陣中的彼此相鄰行上的兩個(gè)“1”進(jìn)行行或列置換排列以使其排列為彼此間隔預(yù)定列而獲得的矩陣形成。這樣，存在如下效果可以模仿隨機(jī)交織器，即使當(dāng)存在碼間干擾時(shí)也可以通過(guò)控制位之間的錯(cuò)誤傳播來(lái)防止糾錯(cuò)能力下降，通過(guò)構(gòu)造矩陣來(lái)減小與編碼相關(guān)的計(jì)算復(fù)雜度，并減小電路規(guī)模。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)計(jì)算對(duì)形成陣列碼中校驗(yàn)矩陣的循環(huán)置換矩陣中的彼此相鄰行上的兩個(gè)“1”進(jìn)行行或列置換排列以使其排列為彼此間隔預(yù)定列而獲得的矩陣與該循環(huán)置換矩陣的積來(lái)生成關(guān)于生成矩陣的信息，并獲取生成的信息。這樣，存在如下效果可以不需要其中預(yù)先存儲(chǔ)關(guān)于生成矩陣的信息的存儲(chǔ)裝置。
雖然為完全和清楚的公開(kāi)已經(jīng)針對(duì)具體實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是所附的權(quán)利要求書(shū)并不由此受限，而是應(yīng)該被理解為包括本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的落入在此闡述的基本教導(dǎo)之內(nèi)的所有修改和另選構(gòu)造。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)使用低密度奇偶校驗(yàn)碼來(lái)將碼長(zhǎng)度為N的信息序列編碼為碼序列的編碼器，其中N＝K+M，K是信息長(zhǎng)度，M是奇偶長(zhǎng)度，該編碼器包括信息獲取單元，用于獲取關(guān)于由M行N列的校驗(yàn)矩陣定義的低密度奇偶校驗(yàn)碼的生成矩陣的信息，所述M行N列的校驗(yàn)矩陣是由M行M列的第一矩陣和M行K列的第二矩陣形成的，所述第一矩陣是存在逆矩陣且列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣；以及編碼單元，用于根據(jù)信息獲取單元獲取的信息將預(yù)定信息序列編碼為碼序列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼器，其中，第一矩陣是列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣，其第一行上的第一列、第a+1列和第b+1列的元素為1，第一行上的其他元素為0，其中0＜a，b＜M且a＜b。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼器，其中，第一矩陣的逆矩陣是列權(quán)為3的矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼器，其中，第一矩陣是被形成為不滿足在Tanner圖中出現(xiàn)長(zhǎng)度為4的循環(huán)的條件的矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的編碼器，其中，出現(xiàn)長(zhǎng)度為4的循環(huán)的條件是滿足以下任何一項(xiàng)a＝b-a、b-a＝M-b、M-b＝a、b＝M-b、M-a＝a和M-b+a＝b-a。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的編碼器，其中，第一矩陣的逆矩陣是列權(quán)為5的矩陣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼器，其中，編碼單元使用第二矩陣對(duì)該信息序列進(jìn)行編碼，然后使用第一矩陣的逆矩陣進(jìn)一步對(duì)該信息序列進(jìn)行編碼以由此生成奇偶序列，并將生成的奇偶序列添加到該信息序列，從而將所述預(yù)定信息序列編碼為低密度奇偶校驗(yàn)碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼器，其中，第二矩陣是通過(guò)從陣列碼中的P行Q列的校驗(yàn)矩陣切出M行K列的矩陣而生成的矩陣，其中M＜P且K＜Q。
9.一種使用陣列碼對(duì)信息序列進(jìn)行編碼的編碼器，包括信息獲取單元，用于獲取關(guān)于由一校驗(yàn)矩陣定義的生成矩陣的信息，所述校驗(yàn)矩陣是由通過(guò)對(duì)形成陣列碼中的校驗(yàn)矩陣的循環(huán)置換矩陣中彼此相鄰行上的兩個(gè)“1”進(jìn)行行或列置換排列以使其排列為彼此間隔預(yù)定的列而獲得的矩陣形成的；編碼單元，用于根據(jù)信息獲取單元獲取的信息將信息序列編碼為碼序列。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的編碼器，進(jìn)一步包括信息生成單元，所述信息生成單元通過(guò)計(jì)算如下兩個(gè)矩陣的乘積來(lái)生成關(guān)于生成矩陣的信息通過(guò)對(duì)形成陣列碼中的校驗(yàn)矩陣的循環(huán)置換矩陣中彼此相鄰行上的兩個(gè)“1”進(jìn)行行或列置換排列以使其排列為彼此間隔預(yù)定的列而獲得的矩陣與該循環(huán)置換矩陣，其中信息獲取單元獲取該信息生成單元生成的信息。
11.一種解碼器，用于向信息長(zhǎng)度為K的預(yù)定信息序列添加奇偶長(zhǎng)度為M的奇偶序列，從而對(duì)使用低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼的碼長(zhǎng)度為N的碼序列進(jìn)行解碼，其中N＝K+M，該解碼器包括信息獲取單元，用于獲取關(guān)于由M行N列的校驗(yàn)矩陣定義的低密度奇偶校驗(yàn)碼的該校驗(yàn)矩陣的信息，所述M行N列的校驗(yàn)矩陣是由M行M列的第一矩陣和M行K列的第二矩陣形成的，所述第一矩陣是存在逆矩陣且列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣；以及解碼單元，用于根據(jù)信息獲取單元獲取的信息對(duì)碼序列進(jìn)行解碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的解碼器，其中，第一矩陣是列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣，其第一行上的第一列、第a+1列和第b+1列的元素為1，第一行上的其他元素為0，其中0＜a，b＜M且a＜b。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的解碼器，其中，第一矩陣的逆矩陣是列權(quán)為3的矩陣。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的解碼器，其中，第一矩陣是被形成為不滿足在Tanner圖中出現(xiàn)長(zhǎng)度為4的循環(huán)的條件的矩陣。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的解碼器，其中，出現(xiàn)長(zhǎng)度為4的循環(huán)的條件是滿足以下任何一項(xiàng)a＝b-a、b-a＝M-b、M-b＝a、b＝M-b、M-a＝a和M-b+a＝b-a。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的解碼器，其中，第一矩陣的逆矩陣是列權(quán)為5的矩陣。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的解碼器，其中，第二矩陣由通過(guò)對(duì)形成陣列碼中的校驗(yàn)矩陣的循環(huán)置換矩陣中彼此相鄰行上的兩個(gè)“1”進(jìn)行行或列置換排列以使其排列為彼此間隔預(yù)定列而獲得的矩陣形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的解碼器，其中，第二矩陣是通過(guò)從陣列碼中的P行Q列的校驗(yàn)矩陣切出M行K列的矩陣而生成的矩陣，其中M＜P且K＜Q。
19.一種編碼方法，包括向信息長(zhǎng)度為K的預(yù)定信息序列添加奇偶長(zhǎng)度為M的奇偶序列從而使用低密度奇偶校驗(yàn)碼將該信息序列編碼為碼長(zhǎng)度為N的碼序列，其中N＝K+M，該方法包括以下步驟獲取關(guān)于由M行N列的校驗(yàn)矩陣定義的低密度奇偶校驗(yàn)碼的生成矩陣的信息，所述M行N列的校驗(yàn)矩陣是由M行M列的第一矩陣和M行K列的第二矩陣形成的，所述第一矩陣是存在逆矩陣且列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣；以及根據(jù)在獲取步驟獲取的信息將預(yù)定信息序列編碼為碼序列。
20.一種解碼方法，包括向信息長(zhǎng)度為K的預(yù)定信息序列添加奇偶長(zhǎng)度為M的奇偶序列從而對(duì)使用低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼的碼長(zhǎng)度為N的碼序列進(jìn)行解碼，其中N＝K+M，該方法包括以下步驟獲取關(guān)于由M行N列的校驗(yàn)矩陣定義的低密度奇偶校驗(yàn)碼的該校驗(yàn)矩陣的信息，所述M行N列的校驗(yàn)矩陣是由M行M列的第一矩陣和M行K列的第二矩陣形成的，所述第一矩陣是存在逆矩陣且列權(quán)為3的循環(huán)置換矩陣；以及根據(jù)在獲取步驟獲取的信息對(duì)碼序列進(jìn)行解碼。
全文摘要
編碼器、解碼器、以及編碼和解碼的方法。使用低密度奇偶校驗(yàn)碼將碼長(zhǎng)度為N的信息序列編碼為碼序列，其中N＝K+M，K是信息長(zhǎng)度，M是奇偶長(zhǎng)度。該低密度奇偶校驗(yàn)碼是基于M行N列的矩陣H生成的。矩陣H包括校驗(yàn)矩陣H
文檔編號(hào)G11B20/18GK1983823SQ200610085079
公開(kāi)日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2006年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者金岡利知, 森田俊彥 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社