專利名稱：：用于多輸入多輸出通道的低密度奇偶校驗(yàn)碼的碼設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體上涉及數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)，尤其涉及用于在數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)中的多輸入多輸出通道的低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
背景技術(shù)：
：信息的射頻(RF)發(fā)送已經(jīng)很普遍。通常，一個(gè)發(fā)送天線發(fā)送可以由一個(gè)或多個(gè)接收天線接收的信號。這種系統(tǒng)的例子包括諸如衛(wèi)星電視廣播的衛(wèi)星廣播、無線電裝置和蜂窩電話系統(tǒng)。由于這種系統(tǒng)使用的方便性，因此產(chǎn)生了越來越大的通過這種系統(tǒng)進(jìn)行更高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆Ｐ枰獋鬏敶罅繄D片、音頻數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)的無線因特網(wǎng)接入需要通過單個(gè)發(fā)送天線系統(tǒng)的大吞吐量。許多這樣的系統(tǒng)現(xiàn)在已達(dá)到了其數(shù)據(jù)呑吐量的極限，這使得很難在期望這種服務(wù)的領(lǐng)域提供無線數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)前的趨勢是具有采用多個(gè)發(fā)送天線和多個(gè)接收天線來提高數(shù)據(jù)吞吐量的多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)。MIMO系統(tǒng)的例子有無線局域網(wǎng)(LAN)、藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)和高速無線(Wi-Fi)網(wǎng)絡(luò)。MIMO系統(tǒng)使用多條信號路徑來把附加數(shù)據(jù)從一個(gè)地方發(fā)送到另一個(gè)地方，其中這多條信號路徑在標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中會引起多路徑錯(cuò)誤和干涉。為了使這種系統(tǒng)能正確地工作，必須設(shè)想出用來正確地發(fā)送和隨后在接收器上重新組合MIMO發(fā)送的數(shù)據(jù)的算法并且將其與MIMO數(shù)據(jù)一起發(fā)送。與單發(fā)射天線系統(tǒng)相比，將其MIMO系統(tǒng)理論上把頻鐠效率提高了一倍。正如單發(fā)射天線系統(tǒng)一樣，MIMO系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)幀以它們會互相干涉的方式編碼，MIMO接收器不能分辨出數(shù)據(jù)的哪些包最先發(fā)出，或者給定幀中的數(shù)據(jù)由相長干涉還是相消干涉損壞。這種干涉稱為"共通道"干涉，其中一個(gè)通道的數(shù)據(jù)干涉另一個(gè)通道的數(shù)據(jù)的接收和解調(diào)。在實(shí)際應(yīng)用中，共通道干涉也可能是由于MIMO系統(tǒng)中其它系統(tǒng)算子的發(fā)送或其它點(diǎn)發(fā)送束。隨著MIMO系統(tǒng)發(fā)送更多的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包之間的干涉會增加，這樣，信號接收的質(zhì)量將變差。為確保發(fā)送系統(tǒng)能正確地解碼所發(fā)送的數(shù)據(jù)，使用了糾錯(cuò)碼，具體而言，是前向糾錯(cuò)(FEC)碼。但是，在MIMO系統(tǒng)中，由于這些代碼可能互相干涉，因此FEC碼不能隨機(jī)地選取。傳統(tǒng)上，通過重新設(shè)計(jì)分配給不同發(fā)送器和接收器的頻率分配最小化這種干涉的負(fù)面效應(yīng)。但是，由于頻率已經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)固定，所以頻率再分配或頻率重用不會減輕超過特定點(diǎn)的問題。這樣，可以看出在本領(lǐng)域有在廣播系統(tǒng)中最小化干涉的需要。也可以看出在本領(lǐng)域有在MIMO系統(tǒng)中正確地選擇FEC碼的需要。
發(fā)明內(nèi)容為了最小化現(xiàn)有技術(shù)中的局限性，并且為了最小化在閱讀和理解本說明書時(shí)將顯而易見的其它局限性，本發(fā)明公開了用于設(shè)計(jì)LPDC碼的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的方法包括配置多個(gè)并行的累計(jì)引擎，這多個(gè)并行累計(jì)引擎的個(gè)數(shù)等于M;使用所述多個(gè)并行累計(jì)引擎在第一組特定的奇偶位地址累計(jì)第一信息位；對每個(gè)新信息位為第一組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定偏移量；在從所述特定奇偶位地址偏移了預(yù)定偏移量的奇偶位地址累計(jì)后續(xù)的信息位，直到達(dá)到M+1個(gè)信息位；使用所述多個(gè)并行累計(jì)引擎在第二組特定的奇偶位地址累計(jì)下M個(gè)信息位；對每一個(gè)新信息位為第二組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；及重復(fù)累計(jì)和增加地址的步驟，直到信息位用盡。此方法可以可選地包括在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中^^用用于LDPC編碼器中的LDPC碼，其中定義M為400，使得預(yù)定的偏移量是依賴于代碼的，以及通過把每個(gè)奇偶位地址加到前面緊挨的奇偶位地址來累計(jì)奇偶位。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括多個(gè)并行累計(jì)引擎及奇偶位校驗(yàn)矩陣，該多個(gè)并行累計(jì)引擎的個(gè)數(shù)等于M，其中使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第一組特定的奇偶位地址累計(jì)第一信息位；對每個(gè)新的信息位為第一組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；后續(xù)的信息位在從該特定奇偶位地址偏移了預(yù)定偏移量的奇偶位地址處累計(jì)，直到達(dá)到M+1個(gè)信息位；使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第二組特定的奇偶位地址中累計(jì)下M個(gè)信息位，其中對每個(gè)新的信息位為第二組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；并且使用其它組特定奇偶位地址和預(yù)定的偏移量累計(jì)該多個(gè)信息位中的每個(gè)信息位，直到累計(jì)了該多個(gè)信息位中的所有信息位。該系統(tǒng)可以可選地包括在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中使用用于LDPC編碼器或解碼器中的LDPC碼，其中定義M為400，使得預(yù)定的偏移量是依賴于代碼的，以及通過把每個(gè)奇偶位地址加到前面緊挨的奇偶位地址來累計(jì)奇偶位。根據(jù)本發(fā)明的另一方法包括使用多個(gè)并行累計(jì)引擎在使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎的第一組特定的奇偶位地址累計(jì)第一信息位；對每個(gè)新的信息位為第一組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；在從特定奇偶位地址偏移了預(yù)定偏移量的奇偶位地址處累計(jì)后續(xù)的信息位，直到達(dá)到具有等于該多個(gè)并行累計(jì)引擎數(shù)量的索引號的信息位；使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第二組特定的奇偶位地址累計(jì)下一該多個(gè)并行累計(jì)引擎數(shù)量的信息位；并且對每個(gè)新的信息位為第二組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；其中使用其它組特定奇偶位地址和預(yù)定的偏移量累計(jì)該多個(gè)信息位中的每個(gè)信息位，直到累計(jì)了該多個(gè)信息位的所有信息位。該方法可以可選地包括在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中使用用于LDPC編碼器或解碼器中的LDPC碼，其中定義M為400，使得預(yù)定的偏移是依賴于代碼的，以及通過把每個(gè)奇偶位地址加到前面緊挨的奇偶位地址來累計(jì)奇偶位。其它的特征和優(yōu)點(diǎn)在要求保護(hù)和公開的系統(tǒng)與方法中是固有的，或者對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，將從以下具體描述及其附圖顯而易見?，F(xiàn)在參考附圖，其中相同的標(biāo)號始終表示相應(yīng)的部分圖l說明了本發(fā)明的LDPC編碼MIMO系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；圖2說明了本發(fā)明的奇偶校驗(yàn)矩陣的子矩陣；及圖3A-3C說明了本發(fā)明性能的模擬；圖4A-4C說明了本發(fā)明的短塊長LDPC碼的性能的模擬；及圖5示意了說明本發(fā)明示例方法的流程圖。具體實(shí)施例方式在以下描述中，參考組成本發(fā)明一部分并且通過說明示出本發(fā)明幾種實(shí)施方式的附圖。應(yīng)當(dāng)理解，其它實(shí)施方式也可以使用，并且在不背離本發(fā)明范圍的情況下可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的變化。概述本發(fā)明在這種系統(tǒng)少dB量的理論限制之內(nèi)，在沒有不適當(dāng)?shù)卦黾赢a(chǎn)生和解碼本發(fā)明LDPC碼所需電路復(fù)雜性的情況下，使用低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼來提高M(jìn)IMO系統(tǒng)的性能。LDPC碼是由Gallager在1962年發(fā)現(xiàn)的，但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)不成熟而不能有效地實(shí)現(xiàn)，所以在幾十年里沒有得到人們的重視。受巻積碼迭代解碼成功的啟發(fā)，LDPC碼在1995年重新引入，并且在這個(gè)主題上產(chǎn)生了很大的興趣和活動。與巻積碼不同，LDPC碼具有可容易并行化的解碼算法，該算法包括諸如加法、比較和查表等簡單運(yùn)算。除了解碼算法和操作的簡單性，設(shè)計(jì)上的挑戰(zhàn)是如何在"隨機(jī)"分配的位節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)之間建立信道。其中電路中具有與碼邏輯節(jié)點(diǎn)一樣多的物理節(jié)點(diǎn)的完全并行體系結(jié)構(gòu)很快就由于節(jié)點(diǎn)之間相互連接的復(fù)雜性而造成增加的塊尺寸變得不可行了。但是，對于其中重用少數(shù)物理節(jié)點(diǎn)來服務(wù)全部邏輯節(jié)點(diǎn)的部分并行體系結(jié)構(gòu)而言，主要的問題是在高速應(yīng)用中從存儲器中足夠快地為處理中的邏輯節(jié)點(diǎn)訪問相關(guān)的信息。作為抵抗多路徑衰減信道有效的方式，多天線輸入多天線輸出系統(tǒng)近來得到普及。為這些系統(tǒng)引入了時(shí)空碼來最大化分集和編碼增益。但是，由合理復(fù)雜度的時(shí)空碼傳遞的編碼增益是不夠的。因此，時(shí)空碼的性能比能實(shí)現(xiàn)的性能大大降低了。本發(fā)明用LDPC碼代替時(shí)空碼來提高M(jìn)IMO系統(tǒng)的性能。此外，本發(fā)明說明了用來為這種系統(tǒng)產(chǎn)生適當(dāng)正確LDPC碼來提高數(shù)據(jù)吞吐量和改善性能的方法。系統(tǒng)圖圖l說明了本發(fā)明的LDPC編碼MIMO系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。示出了在MIMO系統(tǒng)中的發(fā)送器100和接收器200。在發(fā)送器100中，有LDPC編碼器102、調(diào)制器104和給多個(gè)天線饋送108饋入的串行到并行模塊106。在接收器200中，有輸入到檢測器204的多個(gè)天線饋送202，其中檢測器204與LDPC解碼器206信道。另外，在不影響本發(fā)明范圍的情況下，可以在調(diào)制器/檢測器和通道之間插入正交頻分多路復(fù)用和其它電路。對于MIMO系統(tǒng)，本發(fā)明的LDPC編碼器102和LDPC解碼器206代替了其它FEC(例如，巻積碼)產(chǎn)生器。但是，由于LDPC碼潛在的復(fù)雜性，本發(fā)明以特殊的方式產(chǎn)生在MIMO系統(tǒng)中使用的U)PC碼。在諸如MIMO系統(tǒng)的廣播應(yīng)用中，廣泛地使用連續(xù)模式接收器。在信噪比(SNR)低的環(huán)境中工作良好的碼與這些接收器105在同步(例如載波相位和載波頻率)方面存在不一致。許多數(shù)字廣播系統(tǒng)在4。5當(dāng)信噪比(SNR)低時(shí)尤其需要對開銷的增加；:高性能碼與高次調(diào)制聯(lián)合使用時(shí)，這種環(huán)境是典型的。通常，連續(xù)模式接收器利用反饋控制環(huán)路來獲得和跟蹤栽波頻率與相位。這種純基于反饋控制環(huán)路的方法容易產(chǎn)生強(qiáng)的射頻(RF)相位噪聲和熱噪聲，從而在整體接收器性能上導(dǎo)致高周期滑移率和誤差底線(floor)。這樣，除了有限的獲取范圍和長的獲取時(shí)間外，這些方法還背負(fù)著在訓(xùn)練用于特定的性能目標(biāo)的符號方面增加的開銷的負(fù)擔(dān)。此外，這些傳統(tǒng)的同步技術(shù)依賴于特定的調(diào)制方案，從而阻礙了使用調(diào)制方案的靈活性。LDPC或其它FEC碼或由發(fā)送器100產(chǎn)生的碼便于高速實(shí)現(xiàn)而不會導(dǎo)致任何性能損失。這些從發(fā)送器100輸出的結(jié)構(gòu)化LDPC碼避免把少量校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)分配到由于調(diào)制方案(例如8PSK)而已經(jīng)容易發(fā)生通道誤差的位節(jié)點(diǎn)上。這種LDPC碼與有利地包括諸如加法、比較和表查找的簡單操作的巻積碼不同，它具有可并行化的解碼處理。而且，仔細(xì)設(shè)計(jì)的LDPC碼不表現(xiàn)出任何的誤差底線跡象，例如，即使信噪比增加，也沒有誤差的減少。如果存在誤差底線，就可能使用諸如Bose/Chaudhuri/Hocquenghem(BCH)碼或其它碼的另一碼來顯著地抑制這種誤差底線。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，在MIMO系統(tǒng)中，發(fā)送器100使用下面解釋的相對簡單的編碼技術(shù)來產(chǎn)生基于在解碼過程中便于有效的存儲器訪問的奇偶校驗(yàn)矩陣的LDPC碼來與接收器200信道。發(fā)送器100使用從信息源接受輸入110和輸出更高冗余的、適合于在接收器200進(jìn)行誤差糾錯(cuò)處理的編碼信息流的LDPC編碼器102。信息源從離散的字母表X產(chǎn)生k個(gè)信號。LDPC碼利用奇偶校驗(yàn)矩陣指定。通常，編碼LDPC碼需要指定產(chǎn)生器矩陣。LDPC編碼器203使用通過把結(jié)構(gòu)強(qiáng)加到奇偶校驗(yàn)矩陣上來只利用奇偶校驗(yàn)矩陣的簡單編碼技術(shù)使用輸入110產(chǎn)生信號，并且把這些信號傳送到調(diào)制器205。具體而言，通過約束矩陣的特定部分，在奇偶校驗(yàn)矩陣上加入了限制。這種限制導(dǎo)致可以忽略的性能的損失，因此構(gòu)成了具有吸引力的折衷。發(fā)送方案如圖1所示，有iiT個(gè)發(fā)送天線108和nR個(gè)接收天線202。一個(gè)通道的發(fā)送表示為r-As+n，其中s-Sl，s2，...snT是發(fā)送的符號向量,r=n，r2，…r化是接收的符號向量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>是每對天線之間的復(fù)數(shù)衰減值矩陣，其中假設(shè)卜,」是Rayleigh分布的，并且n是平均高斯白噪聲(AWGN)噪聲向量。對于后續(xù)通道使用的A矩陣，有兩種感興趣的極端情況，即，其中對于每個(gè)通道的使用A獨(dú)立地變化(即理想的交錯(cuò))的情況，以及其中對于整個(gè)FEC幀A是常量(即準(zhǔn)靜態(tài)的衰減)的情況。本發(fā)明對MIMO通道應(yīng)用上述以線性代數(shù)描述的特定^pPC碼。在維護(hù)可能的LDPC碼子集的容易存儲器訪問特征的同時(shí)(，MIMO通道中維護(hù)LDPC碼的高性能是碼選擇的一個(gè)重要特征。LDPC碼i殳計(jì)和構(gòu)4象(constellation)位標(biāo)記圖2說明了本發(fā)明的奇偶校驗(yàn)矩陣的子矩陣。本發(fā)明如下限制LDPC碼的奇偶校驗(yàn)矩陣對于M個(gè)位節(jié)點(diǎn)的組，如果連接到例如dv的第一度(degree)位節(jié)點(diǎn)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)編號為那么連接到第i個(gè)位節(jié)點(diǎn)(kM)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)編號為其中N-K-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)總數(shù)并且<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>對于后續(xù)的M位節(jié)點(diǎn)組，通常隨機(jī)地選擇連接到該組第一位節(jié)點(diǎn)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，使得最后，除了一個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)少一個(gè)度以外，其它所有的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)具有相同的度。此外，本發(fā)明包括對這些自由常量ai，a2,...，adv(即連接到M的每組中第一位節(jié)點(diǎn)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn))的隨機(jī)搜索，使得最后得到的LDPC碼在MIMO通道上具有最優(yōu)性能。而且在奇偶校驗(yàn)矩陣208定義上強(qiáng)加的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有效的存儲器訪問。除了前面的限制，該奇偶校驗(yàn)矩陣限制為下面的形式，H(N-K)xN=[A(N-K)xKB(N.K)X(N_K)l,其中B是如圖2中所示的階梯下降三角形，換句話說，根據(jù)前面的段落，只有A^amn子矩陣208被選擇。從B子矩陣208的結(jié)構(gòu)看，第一校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)比其它節(jié)點(diǎn)少一個(gè)度。此外，本發(fā)明的LDPC編碼器102把大小為k的信息塊i，例如，i=(i。山，."iw)系統(tǒng)地編碼為大小為n的碼字c,例如，c=(io山"..ik.bPo，Ph".P"誦i)。碼字的發(fā)送以給定的次序從i。開始到結(jié)束。該n個(gè)碼字位首先映射到n/C構(gòu)像符號中，其中2^為組的大小。然后通過iiT發(fā)送天線在n/(CxnT)通道使用中發(fā)送該調(diào)制的符號。表1種給出了用于不同碼率的LDPC碼參數(shù)(n，k)。具有相應(yīng)度的位節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)在表2中示出。編碼器102的任務(wù)是為k個(gè)信息位的每塊(i。山，…，i^)確定n-k個(gè)奇偶位(P0,Pi，…Pn-!M)。選擇多個(gè)并行引擎，并且每個(gè)并行引擎在特定的奇偶位地址累計(jì)信息位。例如，但不是作為限制，可以選擇400個(gè)并行引擎。在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可以選擇更多或更少的并行引擎。首先，初始化奇偶位為零，即，P。-p產(chǎn)P產(chǎn)".-Pn-k-產(chǎn)0。然后，在特定的奇偶位地址，即在表4到表6的第一行中指定的那些奇偶位地址，累計(jì)第一信息位io，其中對于信息位中的每次增加有依賴于代碼率的偏移量。在不背離本發(fā)明范圍的情況下，其它奇偶位地址和偏移量也可以使用。例如，對于率2/3(表4)，累計(jì)如下Po=A)''0，=1。，Pm=ei0,Pj4M=Pmojlo,Pi加-P'加lo,P鵬=P鵬:o，P罰-A"l'o'=P加''o，P"抑=P"抑@'0,P柳-P說，/o，P加=Pm"^'=f。，80(1='o，其中所有的相加都是用通用快速加法(2)(GF(2))的格式。繼續(xù)這個(gè)例子，下399個(gè)信息位的累計(jì)是在im進(jìn)行，m=l，2，.."399，在奇偶位地址(x+mmod400xq}mod(n國k)累計(jì)im，其中，x表示與第一位io對應(yīng)的奇偶位累計(jì)器的地址，而q是在表3中指定的依賴于編碼率的偏移量常量。繼續(xù)這個(gè)例子，對于率2/3，q=10。因此，對于例如信息位h,在偏移量奇偶位矩陣位置發(fā)生的累計(jì)如下Pl0=/>10@/,,=^，P鵬=P，WS，A"3=P34。A,P,柳=A鄉(xiāng)A,P鵬=P3的5A，P7=P加A,P加6=A，P"90=P"90A，P欲K=P加，0A，P加=''I,A,"=A",''1,幼dAl37=P加7A然后，如通過400個(gè)并行引擎在偏移量奇偶位矩陣位置所處理的，對下400個(gè)信息位產(chǎn)生這種累計(jì)。當(dāng)完成對每個(gè)并行引擎的第一組累計(jì)后，將會有另外的信息位需要處理。在該例子中，有400個(gè)并行引擎，當(dāng)?shù)?01個(gè)信息位到達(dá)時(shí)，累計(jì)就必須發(fā)生。對于第401個(gè)信息位，即，i自，本發(fā)明轉(zhuǎn)換切換累計(jì)發(fā)生的位置。表4到表7的第二行給出了用于下次并行引擎計(jì)算的奇偶位累計(jì)器的地址。以類似的方式，使用公式《x+mmod400xq》mod(n-k)，獲得用于隨后399個(gè)信息位im，m=401，402，...，799的奇偶位累計(jì)器的地址，其中x表示與信息位i柳對應(yīng)的奇偶位累計(jì)器的地址，即，表4到表7的第二行中的條目。以類似的方式，對于每一組400個(gè)新的信息位，使用表4到表7的新行來查找奇偶位累計(jì)器的地址。當(dāng)所有的信息位都處理完后，最終獲得的奇偶位如下，從i-l開始，按順序地執(zhí)行下面的操作，即，P產(chǎn)Pi0PM，i-l，2，…，n-k誦l，并且最終Pi,i-0，l，…，n誦k-l的內(nèi)容等于奇偶位Pi。LDPC編碼的位一列一列地填充兩維交錯(cuò)矩陣。對于8-PSK調(diào)制該矩陣具有3列，對于16-QAM調(diào)制有4列，對于32-QAM調(diào)制有5列，而對于64-QAM調(diào)制有6列。然后根據(jù)圖3中的位標(biāo)記，該矩陣的每一行映射到映像符號。對于QPSK，不執(zhí)行交錯(cuò)。交錯(cuò)的跨度是一個(gè)LDPC幀的長度。在接收器端，LDPC解碼器和檢測器來回迭代軟信息，以提高性能。每三次LDPC編碼器迭代后執(zhí)行一次解碼器迭代。性能結(jié)果圖3A-3C說明了本發(fā)明性能的模擬。本發(fā)明代碼的性能結(jié)果在圖3A-3B中示出。圖3A示出了在具有3個(gè)發(fā)送天線和3個(gè)接收天線的MIMO系統(tǒng)中，利用3/4率的32-QAM碼的準(zhǔn)靜態(tài)衰減通道的模擬性能300，顯示了仙農(nóng)信道容量302作為比較。圖3B示出了在具有4個(gè)發(fā)送天線和4個(gè)接收天線的MIMO系統(tǒng)中，利用2/3率的64-QAM編碼的準(zhǔn)靜態(tài)衰減通道的模擬性能304，顯示了仙農(nóng)信道容量306作為比較。圖3C示出了在具有4個(gè)發(fā)送天線和4個(gè)接收天線的MIMO系統(tǒng)中，利用1/2率的QPSK編碼的準(zhǔn)靜態(tài)衰減通道的模擬性能308，顯示了仙農(nóng)信道容量310作為比較。本發(fā)明的迭代LDPC解碼器/MIMO檢測器的性能在FER-1(T2處，大約與仙農(nóng)極限差1.5dB。圖4A-4C說明了本發(fā)明短塊長LDPC碼性能的模擬。對于通道衰減非常慢的特定無線LAN應(yīng)用來說，增加由LDPC解碼器206產(chǎn)生的編碼塊長度也許不會產(chǎn)生足夠好的性能來調(diào)整額外的復(fù)雜性。在這些情景中，也許具有完全并行解碼體系結(jié)構(gòu)的短塊長LDPC碼是優(yōu)選的。表8和9示出了具有率1/2和2/3的兩種LDPC碼的奇偶校驗(yàn)矩陣。在每種情況下碼長度都是N=192。表中的第i行給出了連接到笫i位節(jié)點(diǎn)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)。流程圖圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。塊500說明了執(zhí)行配置多個(gè)并行累計(jì)引擎的步驟，該多個(gè)并行累計(jì)引擎的個(gè)數(shù)等于M。塊502說明了執(zhí)行使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第一組特定的奇偶位地址累計(jì)第一信息位的步驟。塊504說明了執(zhí)行對每個(gè)新的信息位，為第一組特定的奇偶位地址的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量的步驟。塊506說明了執(zhí)行在從所述特定奇偶位地址偏移了預(yù)定偏移量的奇偶位地址累計(jì)后續(xù)的信息位，直到達(dá)到M+l個(gè)信息位的步驟。塊508說明了執(zhí)行使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎，在第二組特定的奇偶位地址累計(jì)下M個(gè)信息位的步驟。塊510說明了執(zhí)行對每個(gè)新的信息位，為第二組特定的奇偶位地址的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量的步驟。塊512說明了重復(fù)執(zhí)行塊508和510，直到信息位用盡。結(jié)論這部分是對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式描述的總結(jié)。上述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式描述的給出是為了說明和描述。它不打算是要窮盡的，或者要將本發(fā)明限制到所公開的精確形式。在上述教義的啟發(fā)下，許多的修改和變化都是可能的。本發(fā)明公開了用于設(shè)計(jì)LDPC碼的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的方法包括配置多個(gè)并行累計(jì)引擎，該多個(gè)并行累計(jì)引擎的個(gè)數(shù)等于M;使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第一組特定的奇偶位地址累計(jì)第一信息位；對每個(gè)新的信息位為第一組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；在從特定奇偶位地址偏移了預(yù)定偏移量的奇偶位地址處累計(jì)后續(xù)信息位，直到M+1個(gè)信息位到達(dá)；使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第二組特定的奇偶位地址累計(jì)下M個(gè)信息位；對每個(gè)新的信息位為第二組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；及重復(fù)累計(jì)和增加地址，直到信息位耗盡。該方法可以可選地包括在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中使用用于LDPC編碼器中的LDPC碼，其中定義M為400，4吏得預(yù)定的偏移量是依賴于代碼的，以及通過把每個(gè)奇偶位地址加到前面緊挨的奇偶位地址來累計(jì)奇偶位。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括多個(gè)并行累計(jì)引擎及奇偶位校驗(yàn)矩陣，該多個(gè)并行累計(jì)引擎的個(gè)數(shù)等于M，其中使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第一組特定的奇偶位地址累計(jì)第一信息位；對每個(gè)新的信息位為笫一組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；后續(xù)的信息位在從特定奇偶位地址偏移了預(yù)定偏移量的奇偶位地址處累計(jì)，直到M+1個(gè)信息位到達(dá)；使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第二組特定的奇偶位地址累計(jì)下M個(gè)信息位，其中對每個(gè)新的信息位為第二組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量，并且使用其它組特定奇偶位地址和預(yù)定的偏移量累計(jì)該多個(gè)信息位中的每個(gè)信息位，直到累計(jì)了該多個(gè)信息位中的所有信息位。該系統(tǒng)可以可選地包括在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中使用用于LDPC編碼器或解碼器中的LDPC碼，其中定義M為400、使得預(yù)定的偏移量是依賴于代碼的，以及通過把每個(gè)奇偶位地址加到前面緊挨的奇偶位地址來累計(jì)奇偶位。根據(jù)本發(fā)明的另一方法包括使用多個(gè)并行累計(jì)引擎在使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎的第一組特定的奇偶位地址累計(jì)第一信息位；對每個(gè)新的信息位為第一組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；在從特定奇偶位地址偏移了預(yù)定偏移量的奇偶位地址處累計(jì)后續(xù)的信息位，直到達(dá)到具有等于該多個(gè)并行累計(jì)引擎數(shù)量的索引號的信息位；使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第二組特定的奇偶位地址累計(jì)下一多個(gè)并行累計(jì)引擎數(shù)量的信息位；并且對每個(gè)新的信息位為第二組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；其中使用其它組的特定奇偶位地址和預(yù)定的偏移量累計(jì)該多個(gè)信息位中的每個(gè)信息位，直到累計(jì)了該多個(gè)信息位的所有信息位。該方法可以可選地包括在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中使用用于LDPC編碼器或解碼器中的LDPC碼，其中定義M為400，使得預(yù)定的偏移量是依賴于代碼的，以及通過把每個(gè)奇偶位地址加到前面緊挨的奇偶位地址來累計(jì)奇偶位。本發(fā)明的范圍并不打算由該具體描述限制，而是由所附權(quán)利要求及其等價(jià)物限制。上述說明、例子和數(shù)據(jù)提供了本發(fā)明構(gòu)成物的制造和使用的完整描述。由于在不背離本發(fā)明宗旨和范圍的情況下，可以產(chǎn)生本發(fā)明的許多實(shí)施方式，因此本發(fā)明在于下文所附的權(quán)利要求及其等價(jià)物。200580032386.3說明書第14/30頁表1一LDPC碼參數(shù)(n，k)<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表2-不同度的位節(jié)點(diǎn)的數(shù)量<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表3-q值<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表4-奇偶位累計(jì)器的地址(率2/3)01531876340312983085277231611802988323318512127124232843160035713509173279429852641366230919322182633643146433714305537675649217262607209571S42559816303150916083558052623231505230522317259433訴41714383122965753187863卯81737711322962823401550925191769表5-奇偶位累計(jì)器的地址(率1/2)129223230286658130682393229013174943687492648735448071829145381407444647568165126645158157823436275436671732022923696165734684364572774166548231917179584478458256206266179611501817307085714563556101583964421945721780113342195778105555290359761671254453259551693305110264342039175525927261313359976956199184105274494106700110346761151179484436表6-奇偶位累計(jì)器的地址(率3/4)010711268595804194715647131736161822813171138227517634522254675110512661824U611586261784031442101422938745210422110802368118732022261192531806711431422145126513903167321291193029421067313331214柳2270511271197表7-奇偶位累計(jì)器的地址(率5/6)01265柳6141408156521228339153913529911125154319812114651063638826鄰512113423966卯277021232525570576152915868602S0910793141911140111013991665148261592633561341034956711192卯1210117783418咖03811478112461752163128434801321表8-R=l/2LDPC碼的奇偶校驗(yàn)矩陣(N=192)20337717834889492588227322667864024240335823846456281406059982538254295979465445917828卯58875353468453731386383558416307589774863657088790412917569552342186600338932861551270195369273725636476478828376854385247023272156719139387120286780949323685044199441507510751492513818g3450251110576975954457911674268932628066163737972390216115858894112087185356939080353744231274159405546784288226971513176465184712376473174335796871193626052182165436647141744216481476104252774730632930696425994366497139459586122219187422261314132368548115337266145365925701122334455667788991010111112121313141415151616171718181919202021212222232324242525262627272828292930303131323233333434353536363737383839394040414142424343444445454646474748484949505051515252535354545555565657575858595960606161626263636464656566666767686S696970707171727273737474757576767777787879798080818182828383848485858686878788888989909091919292939394949595表9-R=2/3LDPC碼的奇偶校驗(yàn)矩陣(N=192)132251U5532593613854IS21174557261616021391556433415，274039655355536193952313630615260395832322453025202542553756112050595232424347557602720113863352315574002256219413784713324614948372431425251565157295717471619151045161262548141945546322224533291462213450643433178555823331676374650632938601150186022415444142495349260144110565963713581237396260562324300192740263831542859154748352353313458526314350122925544776243361315443044340285129133311105172935522741252747422146144324630326358218151453162294104321531245487103459834019551746315991618353451152848533378192433444220112362432421812264320492S93544469614014503949171412636720211128628648536336624601338551498284463462106023421817303895821565222275733454001122334455667788991010111112213131414151516161717181819192020212122222323242425252626272728282929303031313232333334343535363637373838393940404141424243434444454546464747484849495050515152525353545455555656575758585959606061616262636權(quán)利要求1、一種用于設(shè)計(jì)廣播系統(tǒng)中低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼的方法，該LDPC碼用于編碼包括多個(gè)信息位的數(shù)據(jù)，該方法包括a)配置多個(gè)并行累計(jì)引擎，所述多個(gè)并行累計(jì)引擎的個(gè)數(shù)等于M；b)使用所述多個(gè)并行累計(jì)引擎在第一組特定的奇偶位地址累計(jì)第一信息位；c)對每個(gè)新的信息位，為第一組特定的奇偶位地址的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；d)在從該特定奇偶位地址偏移了預(yù)定偏移量的奇偶位地址處累計(jì)后續(xù)信息位，直到達(dá)到M+1個(gè)信息位；e)使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第二組特定的奇偶位地址累計(jì)下M個(gè)信息位；f)對每個(gè)新的信息位，為第二組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；及重復(fù)(e)到(f)，直到信息位耗盡。2、如權(quán)利要求1所述的方法，其中LDPC碼在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中使用。3、如權(quán)利要求2所述的方法，其中預(yù)定的偏移量是依賴于代碼的。4、如權(quán)利要求3所述的方法，還包括通過把每個(gè)奇偶位地址加到前面緊挨著的奇偶位地址來累計(jì)奇偶位。5、如權(quán)利要求4所述的方法，其中LDPC碼在LDPC編碼器中使用。6、如權(quán)利要求5所述的方法，其中M是400。7、如權(quán)利要求5所述的方法，其中LDPC碼是短塊長碼。8、一種廣播系統(tǒng)中的低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)編碼器，用來編碼包括多個(gè)信息位的數(shù)據(jù)，該編碼器包括多個(gè)并行累計(jì)引擎，該多個(gè)并行累計(jì)引擎的個(gè)數(shù)等于M;及奇偶位校驗(yàn)矩陣，其中使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第一組特定的奇偶位地址累計(jì)第一信息位；對每個(gè)新的信息位，為第一組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；在從特定奇偶位地址偏移了預(yù)定偏移量的奇偶位地址處累計(jì)后續(xù)的信息位，直到達(dá)到M+1個(gè)信息位；使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第二組特定的奇偶位地址累計(jì)下M個(gè)信息位，其中對每個(gè)新的信息位，為第二組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；及使用其它組特定的奇偶位地址和預(yù)定的偏移量累計(jì)該多個(gè)信息位中的每個(gè)信息位，直到累計(jì)了該多個(gè)信息位中的所有信息位。9、如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中LDPC碼在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中使用。10、如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中預(yù)定的偏移量是依賴于代碼的。11、如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，還包括通過把每個(gè)奇偶位地址加到前面緊挨著的奇偶位地址來累計(jì)奇偶位。12、如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中LDPC碼在LDPC編碼器中使用。13、如權(quán)利要求12所述的方法，其中M是400。14、如權(quán)利要求12所述的方法，其中LDPC碼是短塊長編碼。15、一種用于設(shè)計(jì)低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼的方法，其中LDPC碼用于編碼包括多個(gè)信息位的數(shù)據(jù)，該方法包括a)使用多個(gè)并行累計(jì)引擎在使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎的第一組特定的奇偶位地址累計(jì)第一信息位；b)對每個(gè)新的信息位，為第一組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；c)在從特定奇偶位地址偏移了預(yù)定偏移量的奇偶位地址處累計(jì)后續(xù)的信息位，直到達(dá)到具有等于該多個(gè)并行累計(jì)引擎數(shù)量的索引號的信息位；d)使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第二組特定的奇偶位地址累計(jì)下一該多個(gè)并行累計(jì)引擎數(shù)量的信息位；及e)對每個(gè)新的信息位，為第二組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；其中使用其它組特定的奇偶位地址和預(yù)定的偏移量累計(jì)該多個(gè)信息位中的每個(gè)信息位，直到累計(jì)了該多個(gè)信息位中的所有信息位。16、如權(quán)利要求15所述的方法，其中LDPC碼在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中使用。17、如權(quán)利要求16所述的方法，其中預(yù)定的偏移量是依賴于代碼的。18、如權(quán)利要求17所述的方法，還包括通過把每個(gè)奇偶位地址加到前面緊挨著的奇偶位地址來累計(jì)奇偶位。19、如權(quán)利要求18所述的方法，其中M是400。20、如權(quán)利要求18所述的方法，其中LDPC碼是短塊長碼。全文摘要公開了用于設(shè)計(jì)LDPC碼的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的方法包括配置多個(gè)并行累計(jì)引擎，該多個(gè)并行累計(jì)引擎的個(gè)數(shù)等于M；使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第一組特定的奇偶位地址累計(jì)第一信息位；對每個(gè)新的信息位為第一組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；在從該特定奇偶位地址偏移了預(yù)定偏移量的奇偶位地址處累計(jì)后續(xù)信息位，直到達(dá)到M+1個(gè)信息位；使用該多個(gè)并行累計(jì)引擎在第二組特定奇偶位地址累計(jì)下M個(gè)信息位；對每個(gè)新的信息位為第二組特定的奇偶位地址中的每個(gè)成員的奇偶位地址增加預(yù)定的偏移量；并且重復(fù)累計(jì)和增加地址，直到信息位耗盡。文檔編號H03M13/00GK101341659SQ200580032386公開日2009年1月7日申請日期2005年8月3日優(yōu)先權(quán)日2004年8月13日發(fā)明者孫鳳文,李琳南,穆斯塔法·埃勒茲申請人:直視集團(tuán)公司