編碼方法及發(fā)送裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了編碼方法及發(fā)送裝置。所述編碼方法，用于進行能夠?qū)幋a率(y-1)/y以及(z-1)/z的時變周期g的低密度奇偶校驗卷積碼的編碼，所述編碼方法包括以下步驟：在所述編碼率y和z的組合(y,z)=(2,3)、(3,4)、(4,5)的任意一種中，在(z-1)/z的情況下，輸入時刻i的信息Xr,i，使用具有式（1）的關(guān)系的奇偶校驗多項式，生成低密度奇偶校驗卷積碼的奇偶校驗位的步驟；在(y-1)/y的情況下，輸入時刻i的信息Xr,i，使用具有式（2）的關(guān)系的奇偶校驗多項式，生成低密度奇偶校驗卷積碼的奇偶校驗位的步驟。
【專利說明】編碼方法及發(fā)送裝置
[0001]本申請是以下專利申請的分案申請:
[0002]申請?zhí)?200980121588.3
[0003]申請日:2009年7月6日
[0004]發(fā)明名稱:編碼器、解碼器及編碼方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0005]本發(fā)明涉及使用可以對應多種編碼率的低密度奇偶校驗卷積碼(LDPC - CC =LowDensity Parity Check-Convolutional Codes)的編碼器、解碼器及編碼方法。
【背景技術(shù)】
[0006]近年來，作為以可實現(xiàn)的電路規(guī)模來發(fā)揮高糾錯能力的糾錯碼，低密度奇偶校驗(LDPC:Low-Density Parity-Check)碼備受矚目。由于LDPC碼糾錯能力高且容易安裝,所以在IEEE802.1ln的高速無線LAN系統(tǒng)和數(shù)字廣播系統(tǒng)等的糾錯編碼方式中采用該LDPC碼。
[0007]LDPC碼是以低密度奇偶校驗矩陣H定義的糾錯碼。另外，LDPC碼是具有與校驗矩陣H的列數(shù)N相等的塊長度的塊碼(例如，非專利文獻1、非專利文獻4、非專利文獻11)。例如，在非專利文獻2、非專利文獻3以及非專利文獻12中提出了隨機的LDPC碼、Array LDPC碼以及 QC-LDPC 碼(QC: Quas1-Cyclic 準循環(huán))。
[0008]但是，當前的大多數(shù)通信系統(tǒng)具有下述特征，即，如以太網(wǎng)(注冊商標)那樣，將發(fā)送信息匯總成每個可變長度的分組或幀來發(fā)送。在這樣的系統(tǒng)中適用塊碼即LDPC碼時，例如產(chǎn)生下述的問題，即，如何使固定長度的LDPC碼的塊與可變長度的以太網(wǎng)(注冊商標)的幀相對應。在IEEE802.1ln中，通過對發(fā)送信息序列進行填充處理或刪截處理，調(diào)節(jié)發(fā)送信息序列的長度和LDPC碼的塊長度，但難以避免因填充或刪截而使編碼率變化或發(fā)送冗余的序列。
[0009]對這樣的塊碼的LDPC碼(下面，將其標識為LDPC-BC: Low-DensityParity-CheckBlock Code低密度奇偶校驗塊碼)，在研究可對任意長度的信息序列進行編碼/解碼的LDPC-CC (Low-Density Parity-Check Convolutional Codes:低密度奇偶校驗卷積碼)(例如，參照非專利文獻7)。
[0010]LDPC-CC是由低密度奇偶校驗矩陣定義的卷積碼，圖1示出了例如編碼率R=l/2(=b/c)的 LDPC-CC 的奇偶校驗矩陣 Ht [O, η]。這里，Ht [O, η]的元素 Ii1 (m) (t)取“O”或“I”。另外，h/m)(t)以外的元素都為“O”。M表示LDPC-CC中的存儲長度，η表示LDPC-CC的代碼字的長度。如圖1所示，LDPC-CC的校驗矩陣具有下述特征，即，僅在矩陣的對角項和其附近的元素配置“ 1”，矩陣的左下方和右上方的元素為“0”，而且為平行四邊形的矩陣。
[0011]這里，圖2表示hi (0) (t) = 1、h2 (0) (t) = I時，由校驗矩陣Ht [O, n] T定義的LDPC - CC的編碼器。如圖2所示，LDPC-CC的編碼器由Μ+1個的比特長度c的移位寄存器和mod2加法(“異或”運算)器構(gòu)成。因此，與進行生成矩陣的乘法運算的電路或進行基于后向(前向)迭代算法的LDPC-BC的編碼器相比，LDPC-CC的編碼器具有能夠以非常簡單的電路實現(xiàn)的特征。另外，圖2是卷積碼的編碼器，所以能夠?qū)θ我忾L度的信息序列進行編碼而無需將信息序列劃分為固定長度的塊進行編碼。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0013]非專利文獻
[0014]非專利文獻I:R.G.Gallager, “Low-density parity check codes,，，IRE Trans.1nform.Theory, IT-8, pp-21-28，1962.[0015]非專利文獻2:D.J.C.Mackay，“Good error-correcting codes based on verysparse matrices,，’ IEEE Trans.1nform.Theory, vol.45，n0.2，pp399_431，Marchl999.[0016]非專利文獻3:J.L Fan，“Array codes as low-density parity-checkcodes,，’proc.0f 2nd Int.Symp.0n Turbo Codes, pp.543-546，Sep.2000.[0017]非專利文獻4:R.D.Gal lager，u Low-Density Parity-CheckCodes, ” Cambridge，MA:MIT Press, 1963.[0018]非專利文獻5:Μ.P.C.Fossorier，Μ.Mihal jevic，and H.1maij “Reducedcomplexity iterative decoding of low density parity check codes based on beliefpropagation,，’ IEEE Trans.Commun.，vol.47.，n0.5，pp.673-680，Mayl999.[0019]非專利文獻6:J.Chen, A.Dholakiaj E.Eleftheriouj M.P.C.Fossorier, and X.-YuHuj “Reduced-complexity decoding of LDPC codes，，，IEEE Trans.Commun., vol.53., no? 8，pp.1288-1299，Aug.2005.[0020]非專利文獻7 ；A.J.Feltstromj and K.S.Zigangirovj “Time-varying periodicconvolutional codes with low-density parity-check matrix，，，IEEE Trans.1nform.Theory, vol.45，n0.6，pp.2181-2191，Sep.1999.[0021]非專利文獻8:IEEE Standard for Local and Metropolitan AreaNetworks, IEEE P802.16e/D12，Oct.2005.[0022]非專利文獻9:J.Zhang，and M.P.C.Fossorier, “Shuffled iterativedecoding, ” IEEE Trans.Commun.，vol.53，n0.2，pp.209-213，F(xiàn)eb.2005.[0023]非專利文獻10:S.Lin，D.J.Jr.，Costello，“Error contr ol coding:Fundamentals and applications,，’Prentice-Hall.[0024]非專利文獻11:和田山正，低密度A 1J $ <検查符號i子O復號方法，卜1J夕^I ^.[0025]Non-Patent Documentll:Tadashi Wadayamaj ^Low-Density Parity-Check Codeand the decoding method' Triceps.[0026]非專利文獻12:M.P.C.Fossorier, “Quas1-cyclic low-density parity-checkcodes from circulant permutation matrices，，，IEEE Trans.1nform.Theory, vol.50, n0.8，pp.1788-1793，Nov.2001.
【發(fā)明內(nèi)容】

[0027]本發(fā)明需要解決的問題[0028]但是，關(guān)于以小運算規(guī)模且數(shù)據(jù)的接收質(zhì)量良好的LDPC-CC以及其編碼器和解碼器，并沒有充分地研究多種編碼率。
[0029]例如，在非專利文獻10中示出了，為了對應多種編碼率而使用刪截。在使用刪截對應多種編碼率時，首先，準備作為源的代碼即母碼(mother code)，生成母碼的編碼序列，從該編碼序列中選擇不發(fā)送(刪截)的比特。然后，通過改變不發(fā)送的比特數(shù)，對應多種編碼率。由此，通過與編碼器、解碼器一起而用于母碼的編碼器、解碼器，能夠?qū)械木幋a率，所以具有能夠削減運算規(guī)模(電路規(guī)模)的優(yōu)點。
[0030]另一方面，作為對應多種編碼率的方法，有對每種編碼率準備不同的代碼(Distributed Codes:分布碼)的方法,特別是在LDPC碼時,如非專利文獻8中記載那樣具有能夠容易地構(gòu)成各種代碼長度、編碼率的靈活性，所以對于多種編碼率以多個代碼對應的方法是通常的方法。此時，存在由于使用多個代碼而運算規(guī)模(電路規(guī)模)大的缺點，但與通過刪截對應多種編碼率的情況相比，具有數(shù)據(jù)的接收質(zhì)量非常良好的優(yōu)點。
[0031]考慮到上述情況，目前為止，對于為了對應多種編碼率而準備多個代碼，由此確保數(shù)據(jù)的接收質(zhì)量而且能夠削減編碼器、解碼器的運算規(guī)模的LDPC碼的生成方法，進行探討的文獻較少，若能夠確立實現(xiàn)削減編碼器、解碼器的運算規(guī)模的LDPC碼的生成方法，則能夠兼顧目前為止難以實現(xiàn)的數(shù)據(jù)的接收質(zhì)量的提高和運算規(guī)模的降低。
[0032]本發(fā)明的目的在于，提供在使用了 LDPC-CC的編碼器和解碼器中，能夠通過以多個代碼實現(xiàn)多種編碼率，使數(shù)據(jù)的接收質(zhì)量提高，而且以小運算規(guī)模實現(xiàn)編碼器和解碼器的LDPC-CC編碼方法。
[0033]解決問題的方案
[0034]本發(fā)明的編碼方法，用于進行能夠?qū)幋a率(y_l)/y以及(z_l)/z的時變周期g的低密度奇偶校驗卷積碼的編碼，其中，Y <z’g為自然數(shù)，所述編碼方法包括以下步驟:在所述編碼率y和z的組合(y, z) = (2，3)、(3，4)、(4，5)的任意一種中,在(z_l)/z的情況下，輸入時刻i的信息Xy，使用具有式(I)的關(guān)系的奇偶校驗多項式，生成低密度奇偶校驗卷積碼的奇偶校驗位的步驟，其中，r為I以上，z-Ι以下的整數(shù)；在(y_l)/y的情況下，輸入時刻i的信息ΧΜ，使用具有式(2)的關(guān)系的奇偶校驗多項式，生成低密度奇偶校驗卷積碼的奇偶校驗位的步驟，其中，r為I以上，y-Ι以下的整數(shù)，
[0035]所述式(I)為
[0036]
【權(quán)利要求】
1.編碼方法，用于進行能夠?qū)幋a率(y-l)/y以及(z-1)/Z的時變周期g的低密度奇偶校驗卷積碼的編碼，其中，Y < z，g為自然數(shù)， 所述編碼方法包括以下步驟: 在所述編碼率y和z的組合(y, z) = (2，3)、(3，4)、(4，5)的任意一種中，在(z-l)/z的情況下，輸入時刻i的信息Xy，使用具有式(I)的關(guān)系的奇偶校驗多項式，生成低密度奇偶校驗卷積碼的奇偶校驗位的步驟，其中，r為I以上，z-Ι以下的整數(shù)；在(y_l)/y的情況下，輸入時刻i的信息Xy，使用具有式(2)的關(guān)系的奇偶校驗多項式，生成低密度奇偶校驗卷積碼的奇偶校驗位的步驟，其中，r為I以上，y-Ι以下的整數(shù)，所述式(I)為
2.如權(quán)利要求1所述的編碼方法，所述時變周期g為3。
3.如權(quán)利要求2所述的編碼方法， 具有所述式(I)的關(guān)系的奇偶校驗多項式以及具有所述式(2)的關(guān)系的奇偶校驗多項式中的Bk (D)表達為式(3)，所述式(3)為Bk(D) =Dbl+Db2+l (3) 在所述式(3)中，滿足(blmod3，b2mod3)= (1,2)或者(2，I) 具有所述式(I)的關(guān)系的奇偶校驗多項式以及具有所述式(2)的關(guān)系的奇偶校驗多項式中的A&,k (D)表達為式(4)，所述式(4)為AXr，k(D)=Dar’k’WDarAil (4) 在所述式(4)ar；k；2mod3) = (1,2)或者(2,1)。
4.發(fā)送裝置，用于發(fā)送使用能夠?qū)幋a率(y_l)/y以及(z-1)/z的時變周期g的低密度奇偶校驗卷積碼進行了編碼的數(shù)據(jù)，其中，Y < z，g為自然數(shù)， 所述發(fā)送裝置包括: 編碼單元，對由多個比特構(gòu)成的信息序列以所述編碼率(y_l)/y或者(z-l)/z進行編碼，輸出所述信息序列和奇偶校驗位； 發(fā)送單元，發(fā)送所述信息序列和所述奇偶校驗位， 所述編碼單元 在所述編碼率y和z的組合(y, z) = (2，3)、(3，4)、(4，5)的任意一種中，在(z-l)/z的情況下，以時刻i的信息Xy作為輸入，使用具有式(5)的關(guān)系的奇偶校驗多項式，輸出低密度奇偶校驗卷積碼的奇偶校驗位，其中，r為I以上，z-1以下的整數(shù)； 在(y_l)/y的情況下，以時刻i的信息Xy作為輸入，使用具有式(6)的關(guān)系的奇偶校驗多項式，輸出低密度奇偶校驗卷積碼的奇偶校驗位的步驟，其中，r為I以上，y-Ι以下的整數(shù)，所述式(5)為
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)送裝置， 所述信息序列為對發(fā)送數(shù)據(jù)附加了已知信息的序列。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)送裝置，所述已知信息為“O(零)”的信息。
7.如權(quán)利要求4所述的發(fā)送裝置，所述時變周期g為3。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)送裝置， 具有所述式(5)的關(guān)系的奇偶校驗多項式以及具有所述式(6)的關(guān)系的奇偶校驗多項式中的Bk (D)表達為式(7)，所述式(7)為
Bk(D) =Dbl+Db2+l (7) 在所述式(7)中，滿足(blmod3，b2mod3)= (1,2)或者(2，I) 具有所述式(5)的關(guān)系的奇偶校驗多項式以及具有所述式(6)的關(guān)系的奇偶校驗多項式中的A&,k (D)表達為式(8)，所述式(8)為 AXr；k(D)(8) 在所述式(8)ar；k；2mod3) = (1,2)或者(2,1)。
【文檔編號】H03M13/23GK103701474SQ201310711416
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2008年7月9日
【發(fā)明者】村上豐, 岡村周太, 折橋雅之, 岸上高明, 岡坂昌藏 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社