專利名稱：生成碼率兼容ldpc碼及harq方案的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信的信道編碼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種生成碼率兼容LDPC碼及生成HARQ方案的方法及裝置。
背景技術(shù)：
低密度一致校驗(yàn)(LDPC,low density parity check)碼是 Gallager 于 1962 年提出的ー種線性分組碼，由于它的校驗(yàn)矩陣中”I”的個(gè)數(shù)較少，因此被稱為低密度一致校驗(yàn)碼，然后由Mackay在1996年重新提出并加以改進(jìn)。除了可以用校驗(yàn)矩陣表示LDPC碼之外，還可以用Tanner圖(見圖I)表示LDPC碼，Tanner圖和校驗(yàn)矩陣是直接對(duì)應(yīng)的，由變量節(jié)點(diǎn)、校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)和連接它們的邊構(gòu)成。每個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)Zi對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)矩陣的一行，每個(gè)變量節(jié)點(diǎn)Xi對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)矩陣的一列。當(dāng)碼字中某ー比特包含在某一校驗(yàn)方程中，即校驗(yàn)矩陣中相應(yīng)的位為I時(shí)，圖I中的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)和變量節(jié)點(diǎn)之間存在連線。對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)，與之相連的邊數(shù)稱為這個(gè)節(jié)點(diǎn)的度數(shù)。LDPC碼是目前采用較多的性能優(yōu)良的ー種信道編碼技術(shù)，它的主要特點(diǎn)是支持迭代譯碼，因此譯碼性能接近香農(nóng)容量限。LDPC碼具有較低的譯碼復(fù)雜度，并且支持并行譯碼來(lái)提高譯碼器吞吐量，因此是下一代高速通信系統(tǒng)中ー種較優(yōu)的信道編碼方案。目前使用較多的是基于循環(huán)移位矩陣設(shè)計(jì)的準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼，其校驗(yàn)矩陣Hmxn如圖2所示，η是碼長(zhǎng)，m是碼字中校驗(yàn)比特的個(gè)數(shù)，信息比特個(gè)數(shù)為k = n-m。其中PyizXz的循環(huán)移位矩陣或者是零矩陣。校驗(yàn)矩陣Hmxn可以看作是由大小為mbXnb的ニ元基校驗(yàn)矩陣Hb按照擴(kuò)展因子z擴(kuò)展而來(lái)，其中n = zXnb，m = zXmb，z為整數(shù)。ニ元基矩陣擴(kuò)展時(shí)，元素I用zXz右循環(huán)移位矩陣替換，元素O用zXz零陣替換。Hmxn中每個(gè)循環(huán)單位陣可由其向右循環(huán)移位量確定，可以把ニ元基校驗(yàn)矩陣信息和循環(huán)移位信息整合到ー個(gè)基校驗(yàn)矩陣中，記為Hbm。Hbm和Hb維數(shù)相同，Hbm直接由Hb得到將Hb中的O換成-I，定義成zXz零陣，I元素?fù)Q成循環(huán)移位量。由Hbm可直接通過(guò)擴(kuò)展因子擴(kuò)展得到HmXn。在構(gòu)造準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼時(shí)，以基校驗(yàn)矩陣為基礎(chǔ)，通過(guò)確定循環(huán)移位矩陣的位置和循環(huán)移位量的大小以優(yōu)化環(huán)分布來(lái)進(jìn)行構(gòu)造。為了能夠支持HARQ (Hybrid Automatic Repeat request混合自動(dòng)重傳)方案，所使用的基于循環(huán)移位矩陣設(shè)計(jì)的準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼是ー種碼率兼容碼，即高碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼碼字比特包含在低碼率的準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼碼字比特中，僅需要一個(gè)生成裝置和一個(gè)譯碼器就可以實(shí)現(xiàn)不同碼率的編碼和譯碼?，F(xiàn)有技術(shù)中利用擴(kuò)展方法構(gòu)造碼率兼容準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼，通過(guò)增加更多的校驗(yàn)比持，由高碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼構(gòu)造低碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼，采用擴(kuò)展方法獲得的低碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼中對(duì)應(yīng)于高碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的度數(shù)不能靈活調(diào)整，準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的性能有待優(yōu)化。分解法是ー種通過(guò)將高碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的度數(shù)高的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)分解為兩個(gè)度數(shù)低的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)來(lái)構(gòu)造低碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的方法，而且一般不會(huì)增加短環(huán)，甚至還 有可能減少短環(huán)，提高低碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的圍長(zhǎng)。采用上述方法獲得的低碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼中對(duì)應(yīng)于高碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的變量節(jié)點(diǎn)的度數(shù)不能靈活調(diào)整，編碼的性能有待優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供ー種碼率兼容準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的生成方法，保證當(dāng)使用該方法獲得低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼中，對(duì)應(yīng)于高碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的度數(shù)通過(guò)分解方法可以隨著碼率的降低而減少，對(duì)應(yīng)于高碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的變量節(jié)點(diǎn)的度數(shù)通過(guò)擴(kuò)展方法可以隨著碼率的降低而增加，所述方法包括以下步驟獲得系統(tǒng)的低碼率要求和高碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的度分布，設(shè)計(jì)低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的度分布；根據(jù)所述的低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的度分布和高碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的度分布，確定構(gòu)造低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的基校驗(yàn)矩陣過(guò)程中高碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼中需要分解的基校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)和需要擴(kuò)展的變量節(jié)點(diǎn)；基于構(gòu)造方法和低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼對(duì)ニ元基校驗(yàn)矩陣校驗(yàn)部分結(jié)構(gòu)的限制，構(gòu)造低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的校驗(yàn)矩陣。本發(fā)明實(shí)施例還進(jìn)一歩提供ー種生成碼率兼容準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的方法，所述方法包括獲得系統(tǒng)的低碼率要求和高碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的度分布，設(shè)計(jì)低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的度分布；根據(jù)所述的低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的度分布和高碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的度分布，確定構(gòu)造低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的基校驗(yàn)矩陣過(guò)程中高碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼中需要分解的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)和需要擴(kuò)展的變量節(jié)點(diǎn)；基于構(gòu)造方法和低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼對(duì)ニ元基校驗(yàn)矩陣校驗(yàn)部分結(jié)構(gòu)的限制，構(gòu)造低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的基校驗(yàn)矩陣；獲得低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼并進(jìn)行刪余操作，獲得碼率兼容的準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼。同時(shí)本發(fā)明實(shí)施例還提供ー種準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼編碼器，所述編碼器包括檢驗(yàn)矩陣生成単元，用于設(shè)計(jì)準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的校驗(yàn)矩陣，其中低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的ニ元基校驗(yàn)矩陣的校驗(yàn)部分結(jié)構(gòu)為
權(quán)利要求
1.ー種基于碼率兼容準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼的混合自動(dòng)重傳方法，其特征在于，所述方法為 確定待發(fā)送的校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的起始位置及待發(fā)送的校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的具體位置，通過(guò)公式Fk = (SPIDk^Lk) mod (ParityLen) (a) 確定待發(fā)送的校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的起始位置，其中SPIDk表示子包指示值，Lk表示待發(fā)送的校驗(yàn)比特?cái)?shù)目，ParityLen表示低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字中校驗(yàn)比特的總數(shù)目，k表示重傳次數(shù)，通過(guò)公式Skj J = (Fk+i)mod(ParityLen), i = 0,1,…Lk-I (b) 確定待發(fā)送的校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的具體位置； 發(fā)送信息比特聯(lián)同按照上述公式確定的校驗(yàn)比特組成的數(shù)據(jù)包。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述方法還包括 接收反饋信息； 如果接收到的反饋信息為確認(rèn)信號(hào)，繼續(xù)發(fā)送新碼字。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還包括“接收反饋信息； 如果接收到的反饋信息為未確認(rèn)信號(hào)，則判斷是否達(dá)到最大重傳次數(shù)； 如果達(dá)到最大重傳次數(shù)則繼續(xù)發(fā)送新的碼字， 如果未達(dá)到最大重傳次數(shù)，再次確定待發(fā)送的校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的起始位置及待發(fā)送的校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的具體位置，發(fā)送相應(yīng)的比特組成的數(shù)據(jù)包。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述如果未達(dá)到最大重傳次數(shù)，再次確定待發(fā)送的校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的起始位置及待發(fā)送的校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的具體位置，發(fā)送相應(yīng)的比特組成的數(shù)據(jù)包為 重傳數(shù)據(jù)包與首次發(fā)送的數(shù)據(jù)包的內(nèi)容相同，其中待發(fā)送的校驗(yàn)比特通過(guò)公式(a)(其中SPIDk = O, Lk = L0)確定，發(fā)送該數(shù)據(jù)包；或 重傳時(shí)根據(jù)SPIDk和Lk值，通過(guò)公式(a)及公式(b)計(jì)算出待發(fā)送校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的起始位置與待發(fā)送的校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的具體位置，然后由待發(fā)送的校驗(yàn)比特組成數(shù)據(jù)包，發(fā)送該數(shù)據(jù)包；或 重傳時(shí)根據(jù)SPIDk及Lk值，通過(guò)公式(a)及公式(b)計(jì)算出發(fā)送的校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的起始位置與待發(fā)送的校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的具體位置，然后信息比特與待發(fā)送的校驗(yàn)比特組成數(shù)據(jù)包，發(fā)送該數(shù)據(jù)包。
5.ー種基于碼率兼容準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼混合自動(dòng)重傳的接收方法，其特征在于，所述方法包括 確定接收數(shù)據(jù)包中對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)比特的數(shù)據(jù)在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的起始位置及對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)比特的數(shù)據(jù)在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的具體位置，通過(guò)公式Fk = (SPIDk^Lk) mod (ParityLen) 確定接收到數(shù)據(jù)包中對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)比特的數(shù)據(jù)在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的起始位置，其中SPIDk表示子包指示值，Lk表示發(fā)送的校驗(yàn)比特?cái)?shù)目，ParityLen表示低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字中校驗(yàn)比特的總數(shù)目，k表示重傳次數(shù)，通過(guò)公式Skj J = (Fk+i)mod(ParityLen), i = O, I, ···Lk-I 確定接收數(shù)據(jù)包中對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)比特的數(shù)據(jù)在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的具體位置； 對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行譯碼，如果譯碼正確發(fā)送確認(rèn)反饋信號(hào)，如果譯碼不正確則發(fā)送未確認(rèn)信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，如果非第一次接收到數(shù)據(jù)，則將當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)包和之前接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行合井，組合成ー個(gè)碼字進(jìn)行譯碼。
7.—種發(fā)送端裝置，其特征在于，所述發(fā)送端裝置包括 位置計(jì)算單元，其用于通過(guò)公式Fk= (SPIDk^Lk) mod (ParityLen) 100 確定待發(fā)送的校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的起始位置，其中SPIDk表示子包指示值，Lk表示待發(fā)送的校驗(yàn)比特?cái)?shù)目，ParityLen表示低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字中校驗(yàn)比特的總數(shù)目，k表示重傳次數(shù)，通過(guò)公式Skj J = (Fk+i)mod(ParityLen), i = O, I, ···Lk-I 確定待發(fā)送的校驗(yàn)比特在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的具體位置； 發(fā)送單元，用于發(fā)送信息比特及按照上述公式確定的校驗(yàn)比特組成的數(shù)據(jù)包。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括 接收單元，用于接收從接收端發(fā)送的反饋信息。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括 判斷単元，用于判斷接收單元所接收的反饋信息的類型。
10.一種接收端裝置，其特征在于，所述裝置包括 數(shù)據(jù)包接收單元，用于接受來(lái)自發(fā)送端的數(shù)據(jù)包； 計(jì)算單元，其用于通過(guò)公式Fk = (SPIDk^Lk) mod (ParityLen) 確定接收數(shù)據(jù)包中對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)比特的數(shù)據(jù)在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的起始位置，其中SPIDk表示子包指示值，Lk表示發(fā)送的校驗(yàn)比特?cái)?shù)目，ParityLen表示低碼率的準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字中校驗(yàn)比特的總數(shù)目，k表示重傳次數(shù)，通過(guò)公式Skj J = (Fk+i)mod(PariLen)，i = O, I, ".Lk-I 確定接收數(shù)據(jù)包中對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)比特的數(shù)據(jù)在低碼率準(zhǔn)循環(huán)低密度一致校驗(yàn)碼碼字的校驗(yàn)比特中的具體位置；譯碼單元，用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行譯碼； 反饋信號(hào)發(fā)送單元，用于發(fā)送反饋信號(hào)給發(fā)送端，如果譯碼正確發(fā)送確認(rèn)反饋信號(hào)，如果譯碼不正確則發(fā)送未確認(rèn)信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括 合并單元，用于將當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)包和之前接收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行合并，組合成ー個(gè)碼字進(jìn)行譯碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信的信道編碼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種生成碼率兼容準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼方法及裝置。所述方法包括獲得系統(tǒng)的低碼率要求和高碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的度分布，設(shè)計(jì)低碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的度分布；確定構(gòu)造低碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的過(guò)程中高碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼中需要分解的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)和需要擴(kuò)展的變量節(jié)點(diǎn)；基于構(gòu)造方法和低碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼對(duì)校驗(yàn)矩陣校驗(yàn)部分結(jié)構(gòu)的限制，構(gòu)造低碼率準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的校驗(yàn)矩陣；并對(duì)獲得的準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的校驗(yàn)比特進(jìn)行交織，然后通過(guò)刪余獲得碼率兼容碼。實(shí)施例還提供了實(shí)施該方法的裝置。并提出了基于所述碼率兼容準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的HARQ方案。
文檔編號(hào)H03M13/11GK102651652SQ201210128298
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2008年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月4日
發(fā)明者張曉輝, 金瑩 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司