專利名稱：用于低密度奇偶校驗碼解碼的方法與系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，更具體地說是涉及經過編碼的系統(tǒng)。
背景技術：
通信系統(tǒng)利用編碼來保證噪聲通信信道上的可靠通信。這些通信信道提供固定的通信容量，該容量可以用固定信噪比(SNR)下的每符號比特數(shù)來表示，它確定了一個理論上限(即通常所說的香農限)。結果，各種編碼方案就以實現(xiàn)接近于香農限的速率為目標。有一類接近于香農限的編碼就是低密度奇偶校驗(LDPC)碼。
由于LDPC碼有許多缺點，因此在以前并未被廣泛采用。一個缺點在于LDPC編碼技術非常復雜。利用生成矩陣進行LDPC編碼需要儲存一個龐大的非稀疏矩陣。另外，LDPC碼需要一直保存著大矩陣塊；因此，即使LDPC碼的奇偶校驗矩陣是稀疏的，儲存這些矩陣也是成問題的。
從實現(xiàn)的角度來看，也會遇到許多的挑戰(zhàn)。舉例來說，存儲器就是LDPC碼在實際應用中為何沒有被廣泛采用的重要原因。LDPC碼的實施中另一個關鍵的挑戰(zhàn)是如何實現(xiàn)解碼器中多個處理機(節(jié)點)之間的連接網絡。另外，解碼過程中的運算載荷，特別是校驗節(jié)點運作，也會產生問題。
因此，需要LDPC通信系統(tǒng)采用簡單的編解碼步驟。還需要高效率地使用LDPC碼來支持高數(shù)據(jù)速率，同時又不引入更高的復雜度。還需要改善LDPC編碼器與解碼器的性能。還需要減小實現(xiàn)LDPC編碼的存儲器需求。另外還需要一種方案來簡化LDPC解碼器內的處理節(jié)點之間的通信。

發(fā)明內容
本發(fā)明致力于解決這樣或那樣的需求，其中提供了一種用于結構化低密度奇偶校驗(LDPC)碼解碼的方法。通過限制奇偶檢驗矩陣的一部分為下三角陣以及/或是滿足其他條件來規(guī)定LDPC碼的結構，從而使得解碼器處理節(jié)點之間的通信變得非常簡單。另外，該方法能夠充分利用LDPC碼在傳輸比特上的非均勻差錯保護能力，以向高階調制星座圖(比如8-PSK(相移鍵控))更易受到影響的比特提供額外的差錯保護。解碼過程在各個解碼器迭代或是多個解碼器迭代之后向LDPC解碼器中加入迭代再生信號星座圖比特量度。上述的安排提供了一種解碼LDPC碼的高效率運算方法。
根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，其中公開了一種用于解碼低密度奇偶校驗(LDPC)碼的方法。該方法包括接收一個取決于距離向量信息的先驗概率信息，所述的距離向量信息涉及與LDPC碼相關的信號星座圖的符號點與接受到的有噪聲符號點之間的距離。該方法還包括發(fā)送一個取決于先驗概率信息的后驗概率信息。該方法包括根據(jù)先驗概率及后驗概率信息判定與LDPC碼相關的奇偶校驗方程是否滿足。另外，該方法還包括選擇性地根據(jù)判定步驟再生信號星座比特量度。此外，該方法包括根據(jù)再生信號星座比特量度輸出解碼信息。
根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，其中公開了一種用于解碼低密度奇偶校驗(LDPC)碼的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于接收一個取決于距離向量信息的先驗概率信息的裝置，所述的距離向量信息涉及與LDPC碼相關的信號星座圖的符號點與接受到的有噪聲符號點之間的距離。該系統(tǒng)還包括用于發(fā)送一個取決于先驗概率信息的后驗概率信息的裝置。另外，該系統(tǒng)還包括根據(jù)先驗概率及后驗概率信息判定與LDPC碼相關的奇偶校驗方程是否滿足的裝置。該系統(tǒng)包括用于選擇性地根據(jù)判定再生信號星座比特量度的裝置。另外，該系統(tǒng)還包括用于輸出基于再生信號星座比特量度的解碼信息的裝置。
根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，其中公開了一種用于解碼低密度奇偶校驗(LDPC)碼的接收機。該接收機包括一個比特量度生成器，該生成器被設置來根據(jù)距離向量信息生成一個先驗概率信息，所述的距離向量信息涉及與LDPC碼相關的信號星座圖的符號點與接受到的有噪聲符號點之間的距離。該接收機還包括一個解碼器，該解碼器被設置來輸出一個基于先驗概率信息的后驗概率信息，所述的先驗概率信息是從比特量度生成器接收來的，其中解碼器還被設置來根據(jù)先驗概率及后驗概率信息判定與LDPC碼相關的奇偶校驗方程是否滿足。如果奇偶校驗方程不滿足，那么解碼器就輸出基于再生信號星座比特量度的解碼信息。
根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，其中公開了一種發(fā)送使用低密度奇偶校驗(LDPC)碼的信息的方法。該方法包括根據(jù)一個結構化奇偶校驗矩陣對輸入信息進行編碼，所述的結構化奇偶校驗矩陣對奇偶校驗矩陣的子矩陣加上限制條件以生成LDPC碼。該方法還包括通過一個無線通信系統(tǒng)發(fā)送LDPC碼，其中通過無線通信系統(tǒng)進行通信的一個接收機被設置來根據(jù)與LDPC碼相關的信號星座圖迭代解碼接收到的LDPC碼。該接收機被設置在一個或多個解碼迭代之后迭代再生信號星座圖比特量度。
通過圖示多種具體的實施例及實施方式，本發(fā)明的其他方面、特點以及優(yōu)勢在隨后的詳細說明中都有很明顯的體現(xiàn)，其中包括用以實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式。本發(fā)明還有其他不同的實施例，并且它的若干細節(jié)可以從不同的方面加以改進，所有這些都沒有偏離本發(fā)明的設計思想與范圍。因此，附圖與說明應該被視為示例性的，而不是限制性的。


本發(fā)明為舉例說明而非為了限制的目的進行圖示，在附圖的各個圖形中相似的附圖標記代表類似的元件，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，該通信系統(tǒng)被設置使用低密度奇偶校驗(LDPC)碼；
圖2示出了圖1所示系統(tǒng)中的一個典型發(fā)射機的示意圖；圖3示出了圖1所示系統(tǒng)中的一個典型接收機的示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的稀疏奇偶校驗矩陣的示意圖；圖5示出了圖4所示矩陣的LDPC碼的二分圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的稀疏奇偶校驗矩陣的子矩陣的示意圖，其中所述的子矩陣包含被限制在下三角區(qū)域內的奇偶校驗值；圖7示出了一張曲線圖，該圖顯示了使用不受限奇偶校驗矩陣(H矩陣)的編碼與使用具有如圖6中所示子矩陣的受限H矩陣的編碼之間的性能對比；圖8A與8B分別示出了非格雷碼8-PSK調制方案與格雷碼8-PSK調制方案，它們都被使用在圖1所示的系統(tǒng)中；圖9示出了一張曲線圖，該圖顯示了用格雷碼標示的編碼和用非格雷碼標示的編碼之間的性能對比；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用非格雷碼映射的LDPC解碼器的工作流程圖；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用格雷碼映射的LDPC解碼器的工作流程圖，該解碼器如圖3中所示；圖12A-12C示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的解碼過程中，校驗節(jié)點與比特節(jié)點之間相互作用的示意圖；圖13A與13B示出了根據(jù)本發(fā)明各種實施例的用于計算校驗節(jié)點與比特節(jié)點之間發(fā)出信息的步驟流程圖，兩圖分別對應使用了前后向方法與并行方法的計算過程；圖14A-14C示出了幾張曲線圖，這些曲線圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的各種實施例生成LDPC碼的仿真結果；圖15A與15B分別示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的存儲器的頂部邊緣與底部邊緣，該存儲器被組織來支持結構化存取以實現(xiàn)LDPC編碼中的隨機性；以及圖16示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的一個計算機系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)能夠執(zhí)行LDPC碼的編解碼處理過程。
具體實施例方式
本文描述了一種用于高效率解碼結構化低密度奇偶校驗(LDPC)碼的系統(tǒng)、方法及軟件。在以下的描述中，為了說明起見而詳盡闡述了許多細節(jié)，以提供對于本發(fā)明全面徹底的理解。但是對于本領域技術人員來說，不需要這些詳盡的細節(jié)或是通過等效的形式就可以實現(xiàn)本發(fā)明。在其他的例子中，以框圖形式示出了一些眾所周知的結構及設備，以避免對本發(fā)明產生不必要的模糊混淆。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的通信系統(tǒng)的示意圖，該通信系統(tǒng)被設置使用低密度奇偶校驗(LDPC)碼。一個數(shù)字通信系統(tǒng)100包括一個發(fā)射機101，它生成信號波形并通過通信信道103傳送給一個接收機105。在這種離散通信系統(tǒng)100中，發(fā)射機101帶有一個信息源，它產生可能信息的一個離散集；每個可能的信息有一個對應的信號波形。這些信號波形被通信信道103衰減或是以其他形式改變。為了對抗噪聲信道103，就要使用LDPC碼。
發(fā)射機101生成的LDPC碼使得高速實現(xiàn)成為可能，而又不會引起任何性能損失。從發(fā)射機101輸出的這些結構化LDPC碼依靠調制方案(比如8-PSK)來避免將一小部分校驗節(jié)點分配給那些已經容易受到信道差錯影響的比特節(jié)點。
這種LDPC碼有一種可并行化的解碼算法(不像turbo碼)，這種算法僅涉及一些簡單的操作，比如加法、比較以及表查找。另外，仔細設計的LDPC碼不會顯示出任何誤差底限的跡象。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，發(fā)射機101利用一種相對簡單的編碼技術生成基于奇偶校驗矩陣(在解碼期間輔助高效存儲器存取)的LDPC碼來與接收機105進行通信。只要塊長度足夠大，發(fā)射機101所使用的LDPC碼能夠勝過級聯(lián)turbo+RS(Reed-Solomon)碼。
圖2示出了圖1所示系統(tǒng)中的一個典型發(fā)射機的示意圖。發(fā)射機200配備有一個LDPC編碼器203，它能接收來自信息源201的輸入并輸出更高冗余度的編碼流，這種編碼流適合接收機105所作的糾錯處理。信息源201由一個離散符號集X生成k個信號。LDPC碼由奇偶校驗矩陣確定。另一方面，編碼LDPC碼通常需要指定生成矩陣。盡管可以利用高斯消元法由奇偶校驗矩陣獲得生成矩陣，但是得到的矩陣不再是稀疏的，而且儲存一個大生成矩陣可能會很復雜。
編碼器203用一種簡單的編碼技術由符號集Y生成信號并送入調制器205，所述的編碼技術通過對奇偶校驗矩陣施加某種結構來利用奇偶校驗矩陣。具體地說，就是通過限制矩陣的某個部分為三角形式來對奇偶校驗矩陣施加限制。這種奇偶校驗矩陣的結構在下面的圖6中有更充分的說明。這種限制會引起可以忽略的性能損失，并因此形成了一種有吸引力的折衷方案。
調制器205將來自編碼器203的編碼信息映射為信號波形，該信號波形再被送給一個發(fā)射天線207，發(fā)射天線通過通信信道103發(fā)射出這些波形。從而，編碼信息就被調制并發(fā)送給一個發(fā)射天線207。發(fā)射天線207的發(fā)送信號再傳播到一個接收機上，如下所述。
圖3示出了圖1所示系統(tǒng)中的一個典型接收機的示意圖。在接收端，一個接收機300包括一個解調器301，它對來自發(fā)射機200的接收信號進行解調。這些信號是接收天線303接收來供解調用的。在解調之后，接收信號被轉發(fā)給解調器305，解調器305嘗試通過與比特量度生成器307協(xié)同工作生成信息X’，來重建原始源信息。對于非格雷碼映射，比特量度生成器307在解碼過程中與解碼器305來回(反復)交換概率信息，這在圖10中有詳細描述。另外，如果使用了格雷碼映射(根據(jù)本發(fā)明的一個實施例)，比特量度生成器的一次傳遞就足夠了，因為在每個LDPC解碼器迭代之后進一步進行比特量度生成可能只能產生有限的性能提高；該方法在圖11中有更詳細的說明。要理解本發(fā)明所帶來的優(yōu)勢，分析LDPC碼是如何產生的是很有意義的，這在圖4中有所說明。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的稀疏奇偶校驗矩陣的示意圖。LDPC碼是長線性分組碼，它有稀疏奇偶校驗矩陣H(n-k)×n。通常分組長度n的范圍可以從數(shù)千到數(shù)萬比特不等。舉例來說，圖4中示出了用于長度n＝8速率為1/2的LDPC碼的奇偶校驗矩陣。同樣的碼也可以用圖5中所示的二分圖來等效地表示。
圖5示出了圖4所示矩陣的LDPC碼的二分圖。奇偶校驗方程表示，對于每個校驗節(jié)點來說，所有相鄰比特節(jié)點的和(在GF(Galois域)(2)上)等于零。從圖中可見，比特節(jié)點占據(jù)了圖形的左側，并且按照預定的關系與一個或多個校驗節(jié)點相關。舉例來說，對于校驗節(jié)點m1來說，關于比特節(jié)點的表達式n1+n4+n5+n8＝0成立。
回到接收機300中，LDPC解碼器305被當作一個信息傳遞解碼器，由此解碼器305需要得出比特節(jié)點的值。為了完成這個任務，比特節(jié)點與校驗節(jié)點彼此間要反復進行通信。這種通信的特性在下面說明。
從校驗節(jié)點到比特節(jié)點，每個校驗節(jié)點向一個相鄰的比特節(jié)點提供一個關于那個比特節(jié)點取值的估計(“判斷”)，這種估計是基于來自其他相鄰比特節(jié)點的信息的。舉例來說，如果在上面的例子中n4、n5及n8的和對于m1“似乎”為0，那么m1將向n1指出它的值為0(因為n1+n4+n5+n8＝0)；否則m1將向n1指出它的值為1。另外，對于軟判決解碼來說，還需要加入可靠性測量。
從比特節(jié)點到校驗節(jié)點，每個比特節(jié)點向一個相鄰的校驗節(jié)點發(fā)送一個關于它自身取值的估計，這種估計是基于來自其他相鄰校驗節(jié)點的反饋信息的。在上面的例子中，n1只有兩個相鄰的校驗節(jié)點m1和m3。如果m3給n1的反饋信息指示n1的取值很可能是0，那么n1將通知m1對n1自身取值的估計為0。對于比特節(jié)點有兩個以上相鄰校驗節(jié)點的情況來說，比特節(jié)點在向與其通信的校驗節(jié)點報告判決結果前，將對來自其他相鄰校驗節(jié)點的反饋信息進行多數(shù)表決(軟判決)。重復上述過程直到所有的比特節(jié)點都被認為是正確的為止(也就是說，所有的奇偶校驗方程都被滿足)或是直至達到預定的最大迭代次數(shù)為止并由此宣告解碼失敗。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的稀疏奇偶校驗矩陣的子矩陣的示意圖，其中所述的子矩陣包含被限制在下三角區(qū)域內的奇偶校驗值。如前面所述，編碼器203(圖2)可以通過限制奇偶校驗矩陣下三角區(qū)域的值來使用簡單的編碼技術。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對奇偶校驗矩陣所施加的限制具有如下形式H(n-k)×n＝[A(n-k)×kB(n-k)×(n-k)]其中B是下三角陣。
用HcT＝0將任意信息塊i＝(i0，i1，...，ik-1)編碼成一個碼字c＝(i0，i1，...，ik-1，p0，p1，...，pn-k-1)，并用遞推方式求得校驗位；舉例來說，a00i0+a01i1+...+a0，k-1ik-1+p0＝0解出p0，a10i0+a11i1+...+a1，k-1ik-1+b10p0+p1＝0解出p1，以相同方法解出p2，p3，...pn-k-1圖7示出了一張曲線圖，該圖顯示了使用不受限奇偶校驗矩陣(H矩陣)的編碼與使用圖6中所示的受限H矩陣的編碼之間的性能對比。該曲線圖示出了兩種LDPC編碼之間的性能對比一種編碼使用一般的奇偶校驗矩陣，而另一種編碼使用被限制為下三角陣的奇偶校驗矩陣以簡化編碼。用于仿真的調制方案是8-PSK。性能損失在0.1dB以內。因此，使用下三角H矩陣的限制所引起的性能損失可以忽略不計，而從編碼技術的簡化中獲取的益處卻非常顯著。從而任何在行/列交換下等效于下三角或上三角形式的矩陣都可以被用于相同的目的。
圖8A與8B分別示出了非格雷碼8-PSK調制方案與格雷碼8-PSK調制方案，它們都可以被使用在圖1所示的系統(tǒng)中。圖8A所示的非格雷碼8-PSK方案可以被用在圖3所示的接收機中，以提供一個需要非常低的幀擦除率(FER)的系統(tǒng)。這種要求也可以通過使用一個如圖8B所示的格雷碼8-PSK方案，連同一個外碼，如Bose、Chaudhuri和Hocquenghem(BCH)碼，翰明(Hamming)碼，或是Reed-Solomon(RS)碼，來共同滿足。
在這種方案下，不需要在LDPC解碼器305(圖3)與比特量度生成器307之間往復，比特量度生成器307可能使用8-PSK調制。在沒有外碼的情況下，使用格雷碼標示的LDPC解碼器305會顯示出一個早期差錯底限，如圖9所示。
圖9示出了一張曲線圖，該圖顯示了圖8A及8B中用格雷碼標示的編碼和用非格雷碼標示的編碼之間的性能對比。差錯底限源于這樣一種情況假設LDPC解碼器305發(fā)出了正確的反饋信息，那么用非格雷碼標示來再生8-PSK比特量度會更加精確，這是因為在非格雷碼標示中帶有已知的兩個比特的兩個8-PSK符號間距離更遠。這一點可以被等效地視為工作在更高的信噪比(SNR)下。因此，即使使用格雷碼或非格雷碼標示的相同LDPC碼的差錯漸近線具有相同的斜率(即彼此平行)，使用非格雷碼標示的那一條曲線在任意SNR上也會通過較低的FER點。
另一方面，對于不需要非常低FER的系統(tǒng)來說，不需要在LDPC解碼器305與8-PSK比特量度生成器307之間進行任何往復的格雷碼標示可能更加合適，這是因為在每個LDPC解碼器迭代之前再生8-PSK比特量度會引起額外的復雜度。另外，當使用格雷碼標示時，在每個LDPC解碼器迭代之前再生8-PSK比特量度只能產生非常微弱的性能改善。如前文所述，倘若提供了外碼，那么無需往復的格雷碼標示就可以被用于僅需非常低FER的系統(tǒng)。
在格雷碼標示與非格雷碼標示之間的選擇還取決于LDPC碼的特性。通常，比特或校驗節(jié)點階數(shù)越高，使用格雷碼標示就越好，因為對于較高的節(jié)點階數(shù)來說，從LDPC解碼器305發(fā)往8-PSK(或是類似的更高階調制)比特量度生成器307的初始反饋會隨非格雷碼標示變差較多。
8-PSK(或類似的更高階)調制是與一個二進制解碼器一同使用的，但是我們認識到一個符號中的三個(或更多個)比特被接收到時并不是“同等噪聲度”的。例如，用格雷碼8-PSK標示時，一個符號中的第三個比特就被認為對于解碼器來說比另外兩個比特含噪聲量更大。因此，LDPC碼的設計中不會向代表了8-PSK符號中“噪聲更大”的第三個比特的那些比特節(jié)點指定少量的邊界，從而保證那些比特不會被惡化兩次。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用非格雷碼映射的LDPC解碼器的工作流程圖。在該方法下，LDPC解碼器與比特量度生成器相繼進行迭代運算。在本例中使用了8-PSK調制；但是同樣的原理也適用于其他更高階的調制方案。在這種情況下，假設解調器301向比特量度生成器307輸出一個距離向量d，該向量代表了接受到的有噪符號點與8-PSK符號點之間的距離，該向量的各元素如下式di=-EsN0{(rx-si,x)2+(ry-si,y)2}---i=0,1,...7]]>8-PSK比特量度生成器307與LDPC解碼器305進行通信以交換先驗概率信息與后驗概率信息，分別用u和a表示。也就是說，向量u和a分別代表編碼比特似然比對數(shù)的先驗概率與后驗概率。
8-PSK比特量度生成器307如下為各組三個比特生成先驗似然比。首先獲取編碼比特的外部信息ej＝aj-ujj＝0，1，2接著確定8-PSK符號概率pi，i＝0，1，...7。
*yj＝-f(0，ej) j＝0，1，2其中f(a，b)＝max(a，b)+LUTf(a，b)，而LUTf(a，b)＝ln(1+e-|a-b|)*xj＝y(tǒng)j+ejj＝0，1，2*p0＝x0+x1+x2p4＝y(tǒng)0+x1+x2p1＝x0+x1+y2p5＝y(tǒng)0+x1+y2p2＝x0+y1+x2p6＝y(tǒng)0+y1+x2p3＝x0+y1+y2p7＝y(tǒng)0+y1+y2然后，比特量度生成器307確定出編碼比特的先驗似然比對數(shù)作為LDPC解碼器305的輸入，如下所示
u0＝f(d0+p0，d1+p1，d2+p2，d3+p3)-f(d4+p4，d5+p5，d6+p6，d7+p7)-e0u1＝f(d0+p0，d1+p1，d4+p4，d5+p5)-f(d2+p2，d3+p3，d6+p6，d7+p7)-e1u2＝f(d0+p0，d2+p2，d4+p4，d6+p6)-f(d1+p1，d3+p3，d5+p5，d7+p7)-e2注意到帶有兩個以上變量的函數(shù)f(.)可以迭代求值；比如說f(a，b，c)＝f(f(a，b)，c)現(xiàn)在來說明使用非格雷碼映射的LDPC解碼器305的工作過程。在步驟1001中，LDPC解碼器305在按照下面所述的(及圖12A中所示的)步驟進行第一次迭代之前初始化編碼比特的似然比對數(shù)vvn→ki=un,]]>n＝0，1，...N-1，i＝1，2，...比特節(jié)點n的階數(shù)這里，vn→ki表示從比特節(jié)點n送入其相鄰校驗節(jié)點ki的信息，un表示對應于比特n的解調器輸出，N為碼字大小。
在步驟1003中，一個校驗節(jié)點k被更新，從而輸入v產生輸出w。在圖12B中可見，從dc個相鄰比特節(jié)點輸入到校驗節(jié)點k的輸入信息用vn1→k，vn2→k，...，vndc→k來表示。我們的目標是要計算出校驗節(jié)點k輸出給dc個相鄰比特節(jié)點的輸出信息。這些信息被表示為wk→n1，wk→n2，...，wk→ndc，其中wk→ni=g(vn1→k,vn2→k,...,vni-1→k,vni+1→k,...vndc→k).]]>函數(shù)g(.)的定義如下g(a，b)＝sign(a)×sign(b)×{min(|a|，|b|)}+LUTg(a，b)，其中LUT8(a，b)＝1n(1+e-|a+b|)-1n(1+e-|a-b|)。與函數(shù)f一樣，帶有兩個以上變量的函數(shù)g可以迭代求值。
接著，按照步驟1005，解碼器305輸出一個后驗概率信息(圖12C)，滿足an=un+Σjwkj→n]]>按照步驟1007，判定是否所有的奇偶校驗方程都被滿足。如果這些奇偶校驗方程并非都被滿足，那么在步驟1009中，解碼器305要重新推導出8-PSK比特量度以及信道輸入un。然后在步驟1011中更新比特節(jié)點。如圖14C中所示，從dv個相鄰校驗節(jié)點輸入到比特節(jié)點n的輸入信息用wk1→n，wk2→n，...，wkdv→n來表示。比特節(jié)點n的輸出信息被計算并返回給dv個相鄰校驗節(jié)點；這些信息用vn→k1，vn→k2，...，vn→kdv表示，并如下計算vn→ki=un+Σj≠iwkj→n]]>在步驟1013中，解碼器305輸出硬判決(在所有奇偶校驗方程都被滿足的情況下) 當Hc^T=0]]>時停止上述方法在使用非格雷碼標示時是適用的。但是，在使用格雷碼標示時，要執(zhí)行圖11中所示的處理步驟。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用格雷碼映射的LDPC解碼器的工作流程圖，該解碼器如圖3中所示。在使用格雷碼標示的時候，最好只在LDPC解碼器之前生成一次比特量度，因為在每個LDPC解碼器迭代之后再生比特量度只能產生微不足道的性能改善。在步驟1101與1103中，與圖10所示的步驟1001及1003一樣，對編碼比特的似然比對數(shù)v進行初始化，并更新校驗節(jié)點。接著在步驟1105中，比特節(jié)點n被更新。隨后，解碼器輸出一個后驗概率信息(步驟1107)。在步驟1109中，判定是否所有的奇偶校驗方程都被滿足；如果滿足，那么解碼器輸出硬判決(步驟1111)。否則的話就重復執(zhí)行步驟1103-1107。
圖13A示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于計算校驗節(jié)點與比特節(jié)點之間發(fā)出信息的步驟流程圖，計算中采用了前后向方法。對于一個擁有dc條相鄰邊的校驗節(jié)點來說，需要執(zhí)行dc(dc-1)次運算及多次g(.，.)函數(shù)。然而前后向方法將運算復雜度降至3(dc-2)，其中儲存了dc-1個變量。
參照圖12B，從dc個相鄰比特節(jié)點輸入到校驗節(jié)點k的輸入信息用vn1→k，vn2→k，...，vndc→k來表示。需要計算出輸出信息并從校驗節(jié)點k返回給dc個相鄰比特節(jié)點；這些輸出信息用wk→n1，wk→n2，...，wk→ndc來表示。
在用前后向方法計算這些輸出信息時，前向變量f1，f2，...fdc定義如下f1＝v1→kf2＝g(f1，v2→k)f3＝g(f2，v3→k)  fdc＝g(fdc-1，vdc→k)在步驟1301中計算出這些前向變量，并在步驟1303中把它們儲存下來。
類似地，后向變量b1，b2，...bdc的定義如下bdc＝vdc→kbdc-1＝g(bdc，vdc-1→k)  b1＝g(b2，v1→k)在步驟1305中計算出這些后向變量。隨后，在步驟1307中根據(jù)儲存下來的前向變量及算得的后向變量計算輸出信息。輸出信息如下計算wk→1＝b2wk→i＝g(fi-1，bi+1)i＝2，3，...，dc-1wk→dc＝fdc-1在這種方法中，只有前向變量f1，f2，...，fdc需要被儲存下來。當后向變量bi被計算出來時，輸出信息wk→i也同時被計算出來，從而省略了儲存后向變量的需要。
如下所述，通過并行方法還能進一步改善計算載荷。
圖13B示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于計算校驗節(jié)點與比特節(jié)點之間發(fā)出信息的步驟流程圖，計算中采用了并行方法。在步驟1311中，為具有來自dc個相鄰比特節(jié)點的輸入vn1→k，vn2→k，...，vndc→k的校驗節(jié)點k計算出下列參數(shù)γk=g(vn1→k,vn2→k,...,vndc→k)]]>注意到函數(shù)g(.，.)還可以如下表示
g(a,b)=ln1+ea+bea+eb]]>充分利用函數(shù)g(.，.)的迭代性質，可以得到下式γk=ln1+eg(vni→k,...,vni-1→k,vni+1→k,...,vndc→k)+vni→keg(vni→k,...,vni-1→k,vni+1→k,...,vndc→k)+evni→k=ln1+ewk→ni++vni→kewk→ni+evni→k]]>因此，wk→ni可以按下列方式解出wk→ni=lnevni→k+γk-1evni→k-γk-1-γk]]>上述方程中的ln(.)項可以利用一張查找表LUTx來獲得(步驟1313)，LUTx代表函數(shù)ln|ex-1|。不像其他查找表LUTf或是LUTg，表LUTx可能需要與量化電平數(shù)量相同的條目。按照步驟1315，一旦獲取了γk，就要利用上述方程以并行方式為所有ni計算出wk→ni。
γk的計算執(zhí)行時間最好是log2(dc)。
圖14A-14C示出了幾張曲線圖，這些曲線圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的各種實施例生成LDPC碼的仿真結果。具體地說，圖14A-14C示出了使用更高階調制及3/4碼率(QPSK，1.485比特/符號)、2/3碼率(8-PSK，1.980比特/符號)與5/6碼率(8-PSK，2.474比特/符號)的LDPC碼的性能。
有兩種通用的方法來實現(xiàn)校驗節(jié)點與比特節(jié)點之間的互連(1)完全并行方法，以及(2)部分并行方法。在完全并行的結構中，所有的節(jié)點以及它們之間的互連都是物理實現(xiàn)的。這種結構的優(yōu)勢在于速度。
但是完全并行結構在實現(xiàn)所有的節(jié)點及它們之間的連接時會引入更大的復雜度。因此在完全并行結構下，需要較小的塊長度來降低復雜度。在那種情況下，對于相同的時鐘頻率，可能會引起總處理能力的按比例下降以及FER對Es/No的惡化。
實現(xiàn)LDPC編碼的第二種方法是物理實現(xiàn)全部節(jié)點的一個子集，并且僅使用這些有限數(shù)量的“物理”節(jié)點來處理編碼的所有“功能”節(jié)點。盡管LDPC解碼器工作可以被處理得非常簡單并且能夠以并行方式執(zhí)行，但是設計中的進一步挑戰(zhàn)是如何在“隨機”分布的比特節(jié)點及校驗節(jié)點之間建立通信。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，解碼器305(圖3)通過以結構化的方式對存儲器進行存取來解決這個問題。以便實現(xiàn)一種看似隨機的編碼。下面參照圖15A與15B對這種方法進行說明。
圖15A與15B分別示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的存儲器的頂部邊緣與底部邊緣，該存儲器被組織來支持結構化存取以實現(xiàn)LDPC編碼中的隨機性。通過對奇偶校驗矩陣的生成進行集中努力，就能在不損害真隨機碼性能的前提下實現(xiàn)結構化存取。一般來說，一個奇偶校驗矩陣可以用校驗節(jié)點與比特節(jié)點之間的連接來指定。舉例來說，比特節(jié)點被劃分成392點一組(為示例目的示出了392)。另外，假設連接到3階第一比特節(jié)點上的校驗節(jié)點，例如被編號為a、b、c，那么連接到第二比特節(jié)點上的校驗節(jié)點就被編號為a+p，b+p和c+p，連接到第三比特節(jié)點上的校驗節(jié)點就被編號為a+2p、b+2p和c+2p，等等。對于下一組392個比特節(jié)點，連接到第一比特節(jié)點的校驗節(jié)點不同于a、b、c，從而通過選擇合適的p，就能讓所有的校驗節(jié)點具有相同的階數(shù)。在自然常數(shù)上執(zhí)行一次隨機搜索，使得生成的LDPC碼是4迭代及6迭代獨立的。
上述的安排在校驗節(jié)點與比特節(jié)點處理過程中輔助進行存儲器存取。二分圖中的邊的值可以被儲存在一種存儲媒質中，比如隨機存取存儲器(RAM)。對于真隨機LDPC碼來說，在校驗節(jié)點與比特節(jié)點處理過程中，需要以隨機方式一個接一個地對邊的值進行存取。但是這種存取方案對于高數(shù)據(jù)速率應用場合來說太慢了。圖15A與15B中的RAM是以某種方式進行組織的，從而可以在一個時鐘周期內取得一大批相關的邊；相應地，這些值在存儲器中應該被放置在“一起”。我們觀察到，在實際應用中，即使使用了真隨機碼，對于一組校驗節(jié)點(以及相應的比特節(jié)點)來說，相關的邊也可以被相鄰放置在RAM中，但是與一組比特節(jié)點(相應的校驗節(jié)點)相鄰的相關邊就會被隨機分散在RAM中。因此，本發(fā)明中的“一起”源于奇偶校驗矩陣本身的設計。也就是說，校驗矩陣的設計要保證一組比特節(jié)點及校驗節(jié)點的相關邊同時被一起儲存在RAM中。
從圖15A與15B中可見，每個方框包含一條邊的值，所述的邊是多個比特(比如6個)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，邊RAM被劃分為兩個部分頂邊RAM(圖15A)與底邊RAM(圖15B)。底邊RAM包含例如2階比特節(jié)點與校驗節(jié)點之間的邊。頂邊RAM包含高于2階的比特節(jié)點與校驗節(jié)點之間的邊。因此，對于每個校驗節(jié)點，2條鄰邊被儲存在底邊RAM中，而余下的邊都被儲存在頂邊RAM中。
續(xù)上例，一次選取一組392個比特節(jié)點和392個校驗節(jié)點以供處理。對于392個校驗節(jié)點的處理，從頂邊RAM中取出q條連續(xù)的行，從底邊RAM中取出2條連續(xù)的行。在本例中，每個校驗節(jié)點的階數(shù)為q+2。對于比特節(jié)點的處理，如果該組的392個比特節(jié)點階數(shù)為2，那么它們的邊都位于底邊RAM的2條連續(xù)行中。如果比特節(jié)點的階數(shù)d＞2，那么它們的邊都位于頂邊RAM的某d行中。這d行的地址可以被儲存在非易失性存儲器中，比如只讀存儲器(ROM)。其中一行所儲存的邊對應于392個比特節(jié)點的第一條邊，另一行中的邊對應于392個比特節(jié)點的第二條邊，等等。另外，各行中屬于一組392個節(jié)點中的第一個比特節(jié)點的邊的列指數(shù)也可以被儲存在ROM中。對應于第二、第三等比特節(jié)點的邊以“回轉”形式跟隨起始的列指數(shù)。舉例來說，如果一行中的第j條邊屬于第一比特節(jié)點，那么第j+1條邊就屬于第二個比特節(jié)點，第j+2條邊屬于第三個比特節(jié)點，……，而第j-1條邊屬于第392個比特節(jié)點。
有了上述的結構(如圖15A與15B中所示)，LDPC編碼期間的存儲器訪問速度就大大提高了。
圖16示出了一個計算機系統(tǒng)1600，在該系統(tǒng)上能夠實現(xiàn)本發(fā)明的一個實施例。該計算機系統(tǒng)1600包括一條總線1601或是其他用于傳遞信息的通信裝置，還包括一個連接到總線1601上的處理器1603，用于處理信息。計算機系統(tǒng)1600還包括主存儲器1605，如隨機存取存儲器(RAM)或是其他動態(tài)存儲裝置，存儲器被連接到總線1601上，用來儲存信息以及要由處理器1603執(zhí)行的指令。主存儲器1605還可以被用來在處理器1603執(zhí)行指令期間儲存臨時變量或是其他中間信息。計算機系統(tǒng)1600還包括一個只讀存儲器(ROM)1607或是其他靜態(tài)存儲裝置，該存儲器被連接到總線1601上，用來儲存靜態(tài)信息以及處理器1603的指令。一個存儲裝置1609，如磁盤或光盤，被另外連接在總線1601上，用來儲存信息及指令。
計算機系統(tǒng)1600可以通過總線1601連接到一臺顯示器1611上，比如陰極射線管(CRT)顯示器、液晶顯示器、有源矩陣顯示器或是等離子顯示器，以便向計算機用戶顯示信息。一個輸入設備1613，比如一個包括字母數(shù)字及其他鍵的鍵盤，被連接到總線1601上，用來向處理器1603傳遞信息及命令選擇。另一類用戶輸入設備是光標控制器1615，比如鼠標、軌跡球、或是光標方向鍵，它們被用來向處理器1603傳遞方向信息及命令選擇，并控制顯示器1611上的光標移動。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，LDPC碼的生成由計算機系統(tǒng)1600實現(xiàn)，這是通過處理器1603執(zhí)行主存儲器1605中所存儲的一組指令來完成的。可以從其他的計算機可讀媒質，如存儲裝置1609，中將這類指令讀入主存儲器1605。執(zhí)行主存儲器1605中所儲存的指令序列使得處理器1603完成其中所述的處理步驟。還可以在多處理結構中使用一個或多個處理器來執(zhí)行主存儲器1605中所儲存的指令。在另外的實現(xiàn)方式中，可以用硬布線電路替代軟件指令或是結合軟件指令共同實現(xiàn)本發(fā)明的實施例。因此，本發(fā)明的實現(xiàn)方式并不局限于任何特定的硬件電路與軟件的組合。
計算機系統(tǒng)1600還包括一個連接到總線1601的通信接口1617。通信接 1617向連接到局域網1621的網絡鏈路1619提供了雙向數(shù)據(jù)通信連接。舉例來說，通信接口1617可以是一塊數(shù)字用戶線路(DSL)卡或調制解調器、一塊集成服務數(shù)字網絡(ISDN)卡、一個電纜調制解調器，或是一個電話調制解調器，它們能向對應類型的電話線提供數(shù)據(jù)通信連接。作為另一個例子，通信接口1617可以是一塊局域網(LAN)卡(比如說用于EthernetTM或是異步傳輸模式(ATM)網絡)，它能向兼容性LAN提供數(shù)據(jù)通信連接。無線鏈路也可以實現(xiàn)。在任何一種實施例中，通信接口1617發(fā)送并接收攜帶了數(shù)字數(shù)據(jù)流的電、電磁或光學信號，數(shù)字數(shù)據(jù)流代表了多種類型的信息。另外，通信接口1617還可以包括外圍接口設備，比如通用串行總線(USB)接口、PCMCIA(個人計算機存儲器卡國際聯(lián)合會)接口，等等。
網絡鏈路1619通常會通過一個或多個網絡向其他數(shù)據(jù)設備提供數(shù)據(jù)通信。舉例來說，網絡鏈路1619可以通過局域網1621向一臺主機1623提供連接，局域網1621與網絡1625(比如說一個廣域網或是全球分組數(shù)據(jù)通信網、現(xiàn)在一般稱為“Internet”)相連或是與服務供應商運營的數(shù)據(jù)設備相連。局域網1621與網絡1625都使用電、電磁或光信號傳達信息與指令。通過各種網絡的信號以及網絡鏈路1619上的信號和通過通信接口1617的信號都是帶有信息與指令的示范性載波形式，通過它們與計算機系統(tǒng)1600進行數(shù)字數(shù)據(jù)通信。
計算機系統(tǒng)1600能夠通過網絡發(fā)送信息并接收數(shù)據(jù)，它包括程序代碼、網絡鏈路1619以及通信接口1617。在Internet的例子中，一臺服務器(未示出)可以通過網絡1625、局域網1621以及通信接口1617發(fā)送所需的代碼，這些代碼屬于用來實現(xiàn)本發(fā)明一個實施例的應用程序所有。處理器1603可以在接收上述傳送代碼的同時執(zhí)行它們并/或將代碼儲存到存儲設備1609或是其它非易失性存儲器中以供今后執(zhí)行。以這種方式，計算機系統(tǒng)1600可以獲取載波形式的應用代碼。
這里用術語“計算機可讀媒質”來指代任何參與提供指令給處理器1603以供執(zhí)行的媒質。這種媒質可以是多種形式的，包括但不局限于非易失性媒質、易失性媒質以及傳輸媒質。非易失性媒質包括例如光盤或磁盤，如存儲設備1609。易失性媒質包括動態(tài)存儲器，例如主存儲器1605。傳輸媒質包括同軸電纜、銅線以及光纖，包括構成總線1601的金屬線。傳輸媒質還可以是聲波、光波或是電磁波形式的，就像在射頻(RF)及紅外線(IR)數(shù)據(jù)通信中產生的那樣。計算機可讀媒質的一般形式包括，例如軟盤、軟磁盤、硬盤、磁帶、任何其他的磁介質、CD-ROM、CDRW、DVD、任何其他光學介質、穿孔卡、紙帶、光學標記紙帶、任何其他的物理介質—這些物理介質都帶有穿孔圖樣或是其他可光學辨識的標記、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其他的存儲芯片或模塊、載波、或任何計算機可讀的媒質。
在向處理器提供要執(zhí)行的指令時可以使用多種形式的計算機可讀媒質。舉例來說，用來實現(xiàn)至少一部分本發(fā)明的指令最初可以被儲存在一臺遠程計算機的磁盤上。在這種情況下，遠程計算機將指令載入主存儲器并利用調制解調器通過電話線發(fā)送指令。本地計算機系統(tǒng)的調制解調器在電話線上接收數(shù)據(jù)并利用一個紅外發(fā)射器將數(shù)據(jù)轉換成一個紅外信號，再將紅外信號發(fā)送給一臺便攜式計算設備，比如一部個人數(shù)字助理(PDA)以及筆記本電腦。便攜式計算設備上的一個紅外檢測器接收到紅外信號上所攜帶的信息及指令，并將數(shù)據(jù)放到總線上?？偩€把數(shù)據(jù)傳送到主存儲器，處理器再從主存儲器獲取并執(zhí)行指令。主存儲器接受到的指令可以選擇性地在處理器執(zhí)行之前或之后被儲存到存儲設備中。
因此，本發(fā)明的各種實施例提供了一種用于生成結構化低密度奇偶校驗(LDPC)碼的方法，以便簡化編碼器和解碼器。通過限制奇偶校驗矩陣為下三角陣來規(guī)定LDPC碼的結構。另外，該方法還能充分利用LDPC碼對傳輸比特的非均勻差錯保護能力，以向高階調制星座圖(如8-PSK(相移鍵控))中更易受到差錯影響的比特提供額外的差錯保護。解碼過程包括在每個解碼器迭代或多個解碼器迭代之后向LDPC解碼器中重復再生信號星座圖比特量度。上述方法可以在不犧牲性能的前提下降低復雜度。
本文中結合多種實施例及實現(xiàn)方式說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明并非局限于此，而是涵蓋了多種改進及等效的結構，它們都在附加的權利要求范圍之內。
權利要求
1.一種用于解碼低密度奇偶校驗(LDPC)碼的方法，該方法包括接收一個取決于距離向量信息的先驗概率信息，所述的距離向量信息涉及接受到的有噪聲符號點和與LDPC碼相關的信號星座圖的符號點之間的距離；發(fā)送一個取決于先驗概率信息的后驗概率信息；根據(jù)先驗概率及后驗概率信息判定與LDPC碼相關的奇偶校驗方程是否滿足；選擇性地根據(jù)判定步驟再生信號星座比特量度；以及根據(jù)再生的信號星座圖比特量度輸出解碼信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)一個后驗概率信息以及一個先驗概率信息確定外部信息；以及根據(jù)外部信息輸出與信號星座圖相關的符號概率。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的信號星座圖的符號都使用格雷碼編碼，而且格雷碼編碼的符號星座圖中更容易受影響的比特被分配到的奇偶校驗位至少與格雷碼編碼的符號星座圖中不易受影響的比特分配到的奇偶校驗位一樣多。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將關于LDPC碼的比特節(jié)點與校驗節(jié)點的信息儲存在連續(xù)的物理存儲位置上。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的LDPC碼都用一種結構化的奇偶校驗矩陣進行編碼，這種結構化的奇偶校驗矩陣對奇偶校驗矩陣的一個子矩陣施加了限制。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的信號星座圖包括8-PSK(相移鍵控)、16-QAM(正交幅度調制)和QPSK(正交相移鍵控)中的一種。
7.一種計算機可讀媒質，其中存有用于解碼低密度奇偶校驗(LDPC)碼的指令，所述的指令被設置在執(zhí)行時促使一個或多個處理器執(zhí)行權利要求1所述的方法。
8.一種用于解碼低密度奇偶校驗(LDPC)碼的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于接收一個取決于距離向量信息的先驗概率信息的裝置，所述的距離向量信息涉及與LDPC碼相關的信號星座圖的符號點與接受到的有噪聲符號點之間的距離；用于發(fā)送一個取決于先驗概率信息的后驗概率信息的裝置；用于根據(jù)先驗概率及后驗概率信息判定與LDPC碼相關的奇偶校驗方程是否滿足的裝置；用于選擇性地根據(jù)判定再生信號星座比特量度的裝置；以及用于輸出基于再生信號星座比特量度的解碼信息的裝置。
9.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于根據(jù)一個后驗概率信息以及一個先驗概率信息確定外部信息的裝置；以及用于根據(jù)外部信息輸出與信號星座圖相關的符號概率的裝置。
10.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號星座圖的符號都使用格雷碼編碼，而且格雷碼編碼的符號星座圖中更容易受影響的比特被分配到的奇偶校驗位至少與格雷碼編碼的符號星座圖中不易受影響的比特分配到的奇偶校驗位一樣多。
11.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用來將關于LDPC碼的比特節(jié)點與校驗節(jié)點的信息儲存在連續(xù)的物理存儲位置上的裝置。
12.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的LDPC碼都用一種結構化的奇偶校驗矩陣進行編碼，這種結構化的奇偶校驗矩陣對奇偶校驗矩陣的一個子矩陣施加了限制。
13.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的信號星座圖包括8-PSK(相移鍵控)、16-QAM(正交幅度調制)和QPSK(正交相移鍵控)中的一種。
14.一種用于解碼低密度奇偶校驗(LDPC)碼的接收機，該接收機包括一個比特量度生成器(307)，該生成器被設置來根據(jù)距離向量信息生成一個先驗概率信息，所述的距離向量信息涉及到接受的有噪聲符號點和與LDPC碼相關的信號星座圖的符號點之間的距離；以及一個解碼器(305)，該解碼器被設置來輸出一個基于先驗概率信息的后驗概率信息，所述的先驗概率信息是從比特量度生成器(307)接收來的，其中解碼器(305)還被設置來根據(jù)先驗概率及后驗概率信息判定與LDPC碼相關的奇偶校驗方程是否滿足，如果奇偶校驗方程不滿足，那么解碼器(305)就輸出基于再生信號星座比特量度的解碼信息。
15.根據(jù)權利要求14所述的接收機，其特征在于，所述的比特量度生成器(307)還被設置來根據(jù)一個后驗概率信息以及一個先驗概率信息確定外部信息，并根據(jù)外部信息輸出與信號星座圖相關的符號概率。
16.根據(jù)權利要求14所述的接收機，其特征在于，所述的信號星座圖的符號都使用格雷碼編碼，而且格雷碼編碼的符號星座圖中更容易受影響的比特被分配到的奇偶校驗位至少與格雷碼編碼的符號星座圖中不易受影響的比特分配到的奇偶校驗位一樣多。
17.根據(jù)權利要求14所述的接收機，其特征在于，還包括被設置連續(xù)儲存關于LDPC碼的比特節(jié)點與校驗節(jié)點的信息的存儲器。
18.根據(jù)權利要求14所述的接收機，其特征在于，所述的LDPC碼都用一種結構化的奇偶校驗矩陣進行編碼，這種結構化的奇偶校驗矩陣對奇偶校驗矩陣的一個子矩陣施加了限制。
19.根據(jù)權利要求14所述的接收機，其特征在于，所述的信號星座圖包括8-PSK(相移鍵控)、16-QAM(正交幅度調制)和QPSK(正交相移鍵控)中的一種。
20.一種用來發(fā)送使用了低密度奇偶校驗(LDPC)碼的信息的方法，該方法包括根據(jù)一個結構化奇偶校驗矩陣對輸入信息進行編碼，所述的結構化奇偶校驗矩陣對奇偶校驗矩陣的子矩陣施加限制以生成LDPC碼；以及通過一個無線通信系統(tǒng)(100)發(fā)送LDPC碼，其中通過無線通信系統(tǒng)(100)進行通信的一個接收機(300)被設置來根據(jù)與LDPC碼相關的信號星座圖迭代解碼接收到的LDPC碼，所述的接收機(300)被設置在一個或多個解碼迭代之后迭代再生信號星座圖比特量度。
21.根據(jù)權利要求20所述的方法，其特征在于，所述的發(fā)射步驟中的接收機(300)包括一個LDPC解碼器(305)，它被設置來發(fā)送一個取決于先驗概率信息的后驗概率信息，該先驗概率信息是由一個比特量度生成器(307)根據(jù)距離向量信息生成的，所述的距離向量信息涉及接受到的有噪聲符號點和與LDPC碼相關的信號星座圖的符號點之間的距離，解碼器(305)根據(jù)一個先驗概率及一個后驗概率信息判定與LDPC碼相關的奇偶校驗方程是否滿足。
22.根據(jù)權利要求20所述的方法，其特征在于，所述的信號星座圖包括8-PSK(相移鍵控)、16-QAM(正交幅度調制)和QPSK(正交相移鍵控)中的一種。
23.根據(jù)權利要求20所述的方法，其特征在于，所述的無線通信系統(tǒng)(100)包括支持LDPC碼傳輸?shù)男l(wèi)星。
24.一種計算機可讀媒質，其中存有用于發(fā)送使用了低密度奇偶校驗(LDPC)碼的信息的指令，所述的指令被設置在執(zhí)行時促使一個或多個處理器執(zhí)行權利要求20所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用低密度奇偶校驗(LDPC)碼發(fā)送信息的方法。根據(jù)一種結構化的奇偶校驗矩陣對輸入信息進行編碼，這種結構化的奇偶校驗矩陣對奇偶校驗矩陣的一個子矩陣施加了限制以生成LDPC碼。LDPC碼通過一個無線通信系統(tǒng)(100)(如衛(wèi)星網絡)發(fā)送，其中在無線通信系統(tǒng)(100)上進行通信的一個接收機(300)被設置來根據(jù)與LDPC碼相關的信號星座圖對接收到的LDPC碼進行迭代解碼。接收機(300)被設置在一個或多個解碼迭代之后重復再生信號星座圖比特量度。
文檔編號H03M13/29GK1527499SQ03146510
公開日2004年9月8日 申請日期2003年7月3日 優(yōu)先權日2002年7月3日
發(fā)明者埃羅茨·穆斯塔法, 孫鳳文, 李琳南, 埃羅茨 穆斯塔法 申請人:休斯電子公司