解碼方法、解碼裝置、交織方法以及發送裝置的制作方法

專利名稱：解碼方法、解碼裝置、交織方法以及發送裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于低密度奇偶校驗巻積碼(LDPC-CC :Low-DensityParity-Check Convolutional Code)或用于巻積碼的解碼方法、解碼裝置、交織方法以及發送裝置。
背景技術：
近年來，作為以能夠實現的電路規模發揮較高的糾錯能力的糾錯碼，低密度奇偶 校驗(LDPC :Low-Density Parity-Check)碼備受矚目。由于其糾錯能力較高，并且容易安 裝，所以在IEEE802. lln的高速無線LAN系統或數字播放系統等的糾錯編碼方式中采用了 LDPC碼。 LDPC碼是以低密度的奇偶校驗矩陣H定義的糾錯碼。另外，LDPC碼為具有與校驗 矩陣H的列數N相等的塊長度的塊碼(block code)。 但是，當前的許多通信系統具有以下特征，即如以太網(Ethernet)(注冊商標)那 樣，將發送信息匯總成每個可變長度的分組或幀并進行傳輸。在將塊碼即LDPC碼適用于這 樣的系統時，例如產生以下問題，即如何使固定長度的LDPC碼的塊(block)對應于可變長 度的以太網(注冊商標)的幀。在IEEE802. lln中，通過對發送信息序列進行填充處理或 刪截處理，調節發送信息序列的長度和LDPC碼的塊長度，但無法避免因填充或刪截而使編 碼率產生變化或發送冗余的序列的情況。 對于這樣的塊碼的LDPC碼(以下，記為"LDPC-BC :Low-DensityParity-Check Block Code")，正在研究能夠對任意長度的信息序列進行編碼和解碼的 LDPC-CC (Low-Density Parity-Check Convolutional Code)(例如，參照非專利文獻1和非 專利文獻2)。 LDPC-CC為以低密度的奇偶校驗矩陣定義的巻積碼，例如圖1表示編碼率為R = 1/2 ( = b/c)的LDPC-CC的奇偶校驗矩陣HT
。 這里，HT
的元素h，) (t)和h2(m) (t)取0或1。另外，校驗矩陣HT
中包
含的h， (t)和h2(m) (t)以外的元素都是0。 M表示LDPC-CC中的存儲長度，n表示LDPC-CC
的碼字的長度。如圖l所示，LDPC-CC的校驗矩陣具有以下特征，即僅在矩陣的對角項和其
附近的元素配置l，矩陣的左下和右上的元素是O，其是平行四邊形的矩陣。 這里，若以編碼率是R二 l/2( = b/c)為例，則在h，)(t) = l和h，(t) = l時，
根據校驗矩陣HT
，通過進行下式來進行LDPC-CC的編碼。 V丄，n二Un =!>(0(")v,. +S^)(")V》， 其中，Un表示發送信息序列，V^和V^表示發送碼字序列。 圖2表示一例進行式(1)的LDPC-CC的編碼器。 如圖2所示，LDPC-CC編碼器10由移位寄存器11-1至11-M和移位寄存器14-1至 14-M、加權乘法器12-0至12-M和加權乘法器13-0至13-M、加權控制單元17、mod2加法器
415、比特數計數器16構成。 移位寄存器11-0至ll-M和移位寄存器14-1至14-M分別為保持Vl,n—i和v2,n—Ji =0，…，M)的寄存器，在下一個輸入進來的定時，將所保持的值傳送到右邊相鄰的移位寄 存器，并保持從左邊相鄰的移位寄存器傳送來的值。 加權乘法器12-0至12-M和加權乘法器13-0至13_M根據從加權控制單元17傳 送來的控制信號，將h，)和h2w的值切換為0或1。 加權控制單元17基于從比特數計數器16傳送來的計數值、以及加權控制單元17 內保持的校驗矩陣，將該定時的h，)和h2(m)的值傳送到加權乘法器12-0至12-M和加權乘 法器13-0至13-M。 mod2加法器15通過對加權乘法器12-0至12-M和加權乘法器13-0至 13-M的輸出進行mod2加法處理，計算v2,n—i。比特數計數器16對所輸入的發送信息序列un 的比特數進行計數。 通過采用這樣的結構，LDPC-CC編碼器10能夠進行基于校驗矩陣的LDPC-CC的編 碼。 LDPC-CC的編碼器具有以下特征，即與進行生成矩陣的乘法運算的電路或進行基 于后退(前進)代入法的運算的LDPC-BC的編碼器相比，能夠以非常簡單的電路來實現。另 外，由于LDPC-CC是巻積碼的編碼器，所以能夠對任意長度的信息序列進行編碼，而無需將 發送信息序列劃分為固定長度的塊來進行編碼。 另外，能夠將sum-product (和-積)算法適用于LDPC-CC的解碼。因此，無需使 用BCJR算法或維特比算法那樣的、進行最大似然序列估計的解碼算法，所以能夠以低處理 延遲來完成解碼處理。另外，提出了有效利用在平行四邊形的形上配置l的校驗矩陣的形 的、管道型的解碼算法(例如，參照非專利文獻1)。 表示了在相等的參數即解碼器的電路規模相等的情況下，比較LDPC-CC和 LDPC-BC的解碼特性時，LDPC-CC的解碼特性較佳。 另外，存在以下要求，即希望通過減少sum-product解碼中的迭代解碼的迭代次 數，削減運算規模。以往，作為使迭代次數少于Sum-product解碼的技術，提出了非專利文 獻3中記載的shuffled BP (Belief-Propagation,置信傳播)解碼，或者非專利文獻4中記 載的Layered BP解碼。 非專利文獻1 :A. J. Felstorom， and K. Sh. Zigangirov， "Time-VaryingPeriodic Convolutional Codes With Low-Density Parity-Check Matrix, ，， IEEETransactions on Information Theory, Vol. 45， No. 6， pp2181-2191， S印tember1999. 非專禾U 文獻2 :G. Richter， M. Kaupper， and K. Sh. Zigangirov，牛皇 rregularlow-density parity-Check convolutional codesbased on protogr即hs， 擦 roceedingofIEEE ISIT 2006，ppl633_1637. 非專禾U文獻3 :J. Zhang， and M. P. C. Fo s sor i er ， " Shuf f 1 e d iterativedecoding， ，， IEEE Trans. Comm皿.，vol. 53， no. 2， pp. 209-213， Feb. 2005.
非專利文獻4 :D. Hocevar，"A reduced complexity decoder architecture vialayered decoding of U)PC codes, ，，in Signal Processing Systems SIPS 2004. IEEE Workshop on， pp.107—112， Oct. 2004. 非專利文獻5 :B. Lu， G. Yue， and X. Wang， "Performance analysis anddesignoptimization of U)PC_coded MIMO OFDM systems" IEEE Trans. SignalProcessing.， vol. 52， no. 2， pp. 348—361， Feb. 2004. 非專利文獻6 :B. M. Hochwald， and S. ten Brink, "Achievingnear-capacity on a multiple-antenna channel ，， IEEE Trans. Comm皿.，vol. 51， no. 3， pp. 389_399， March 2003. 非專禾U文獻7 :S. BSro, J. Hagenauer， and M. Wizke， "Iterative detectionof MIMO transmission using a list-sequential (USS) detector，， Proceeding of IEEE ICC 2003， pp2653-2657. 非專利文獻8 :S丄in，D. J. Jr. ，Costello，"Error control coding-Fundamentals and applications, ，，Prentice-Hall. 非專禾U文獻9 :R. D. Gallager， "Low-Density Parity-Check Codes, ，， Cambridge, MA :MIT Press,1963. 非專禾U 文獻10 :M. P. C. Fossorier， M. Mihaljevic， and H. Imai， "Reduced complexity iterative decoding of low density parity check codes basedon beliefpropagation， ，， IEEE Trans. Comm皿.，vol. 47. ， no. 5， pp. 673-680， May 1999.
非專利文獻11 :J. Chen， A. Dholakia， E. Eleftheriou， M. P. C. Fossorier， and X. _Yu Hu， "Reduced-complexity decoding of LDPC codes, ，， IEEE Trans. Commun.， vol. 53. ， no. 8， PP. 1288-1299， Aug. 2005.

發明內容
發明需要解決的問題 可是，為了進一步提高通信速度，需要通過比上述的shuffled BP解碼或Layered BP解碼進一步削減迭代解碼的迭代次數，從而進一步削減運算規模，進而可進行高速的動 作的解碼裝置。以往，幾乎沒有考慮過用于有效地削減LDPC-CC中的迭代次數或改善處理 延遲的方法。 本發明提供能夠進行高速的解碼動作的、LDPC-CC用或巻積碼用的解碼方法、解碼
裝置、交織方法和發送裝置。 解決問題的方案 本發明的解碼方法的一個形態所采用的結構，包括使用校驗矩陣進行行處理運 算和列處理運算的運算步驟；以及使用所述運算步驟中的運算結果估計碼字的步驟，在基 于所述校驗矩陣的校驗式的階數為D，而且所述校驗矩陣的第j + 1行的校驗式與第j行的校 驗式之間的關系為移位了相當于n比特的關系時，在所述運算步驟中，將所述校驗矩陣的 列按每"(D+l) XN"劃分、并且將所述校驗矩陣的行按每"(D+l) XN/n"劃分所形成的原模 圖，作為所述行處理運算和列處理運算的處理單位來進行運算，其中，N為自然數。
本發明的解碼方法的一個形態所采用的結構，包括使用校驗矩陣進行行處理運 算和列處理運算的運算步驟；以及使用所述運算步驟中的運算結果估計碼字的步驟，在所 述運算步驟中，將所述校驗矩陣的列按每構成所述校驗矩陣的原模圖的列數XN劃分、并 且將所述校驗矩陣的行按每所述原模圖的行數XM劃分所形成的多個塊，作為所述行處理 運算和列處理運算的處理單位來進行運算，其中，N和M為自然數。
本發明的解碼裝置的一個形態所采用的結構，包括行處理運算單元，使用校驗矩陣進行行處理運算；列處理運算單元，使用所述校驗矩陣進行列處理運算；以及判定單元，使用所述行處理運算單元和所述列處理運算單元中的運算結果，估計碼字，在基于所述校驗矩陣的校驗式的階數為D，而且所述校驗矩陣的第j + l行的校驗式與第j行的校驗式之間的關系為移位了相當于n比特的關系時，所述行處理運算單元和所述列處理運算單元將所述校驗矩陣的列按每"(D+l) XN"劃分、并且將所述校驗矩陣的行按每"(D+l) XN/n"劃分所形成的原模圖，作為所述行處理運算和列處理運算的處理單位來進行運算，其中，N為自然數。 本發明的解碼裝置的一個形態所采用的結構，包括行處理運算單元，使用校驗矩陣進行行處理運算；列處理運算單元，使用所述校驗矩陣進行列處理運算；以及判定單元，使用所述行處理運算單元和所述列處理運算單元中的運算結果，估計碼字，所述行處理運算單元和所述列處理運算單元將所述校驗矩陣的列按每構成所述校驗矩陣的原模圖的列數XN劃分、并且將所述校驗矩陣的行按每所述原模圖的行數XM劃分所形成的多個塊，作為所述行處理運算和列處理運算的處理單位來進行運算，其中，N和M為自然數。
本發明的交織方法的一個形態為，在基于校驗矩陣的校驗式的階數為D，而且所述校驗矩陣的第j+l行的校驗式與第j行的校驗式之間的關系為移位了相當于n比特的關系時，將一幀內的數據區間分割為兩個以上的土央，由"(D+1)XN"比特構成一塊的數據，并在該塊內進行交織，其中，N為自然數。 本發明的交織方法的一個形態為，將一幀內的數據區間分割為兩個以上的塊，由"為了行處理運算和列處理運算而分割了校驗矩陣的原模圖的列數XN"比特構成一塊的數據，并在該塊內進行交織，其中，N為自然數。 本發明的發送裝置的一個形態所采用的結構，包括編碼單元，進行LDPC-CC編碼；以及交織單元，對所述編碼單元獲得的編碼數據進行交織，所述交織單元在基于校驗矩陣的校驗式的階數為D，而且所述校驗矩陣的第j+l行的校驗式與第j行的校驗式之間的關系為移位了相當于n比特的關系時，將一幀內的編碼數據區間分割為兩個以上的塊，由"(D+l) XN"比特構成一塊的數據，并在該塊內進行交織，其中，N為自然數。
本發明的發送裝置的一個形態所采用的結構，包括編碼單元，進行LDPC-CC編碼；以及交織單元，對所述編碼單元所獲得的編碼數據進行交織，所述交織單元將一幀內的編碼數據區間分割為兩個以上的塊，由"為了行處理運算和列處理運算而分割了校驗矩陣的原模圖的列數XN"比特構成一塊的數據，并在該塊內進行交織，其中，N為自然數。
發明的效果 根據本發明，能夠實現可以進行高速的解碼動作的、LDPC-CC用或巻積碼用的解碼方法、解碼裝置、交織方法和發送裝置。


圖1是表示LDPC-CC的校驗矩陣的圖。 圖2是表示LDPC-CC編碼器的結構例的圖。 圖3是表示一例實施方式1的LDPC-CC的校驗矩陣的圖。 圖4是表示sum-product解碼(BP解碼)中的、對校驗矩陣H的運算步驟的圖。
7
圖5是用于說明實施方式1的原模圖(protogr即h)的形成方法的圖。 圖6是用于說明實施方式1的BP解碼步驟的圖。 圖7是用于說明實施方式1的BP解碼步驟的圖。 圖8是表示進行LDPC-CC編碼的發送裝置的結構例的方框圖。 圖9是表示進行LDPC-CC的解碼的接收裝置的結構例的方框圖。 圖10是表示進行sum-product解碼(BP解碼)的解碼單元的結構例的方框圖。 圖11是表示實施方式1的、進行BP解碼的解碼單元的結構例的方框圖。 圖12是用于說明實施方式2的、行處理運算和列處理運算的分組的圖。 圖13是表示實施方式2的、進行BP解碼的解碼單元的結構例的方框圖。 圖14是用于說明實施方式2的、解碼單元的動作的時序圖。 圖15是用于說明實施方式2的解碼單元的動作的時序圖。 圖16是表示被發送的調制信號的幀結構例的圖。 圖17是表示在接收端的通常的信號處理定時的時序圖。 圖18是用于說明實施方式3的、數據碼元的塊分割的圖。 圖19是表示實施方式3的、在接收端的信號處理定時的時序圖。 圖20是表示一例其他實施方式的LDPC-CC的校驗矩陣的圖。 圖21是用于說明其他實施方式的、原模圖的形成方法的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細地說明本發明的實施方式。
(實施方式1)
(1)解碼算法 (l-l)LDPC-CC的通常的解碼算法 首先，在說明本發明的解碼方法之前，說明LDPC-CC的通常的解碼算法。
圖3表示一例LDPC-CC的校驗矩陣H。 在接收端的、BP(Belief-Propagation)解碼之一的sum-product解碼算法的大致的流程如下。 在以下的說明中，假設二元(MXN)矩陣H = {H }為解碼對象的LDPC碼的校驗矩陣。如下式那樣地定義集合[l，N] = {1，2，…，W的部分集合A(m)和B(n)。 A(m)三{n:Hmn= 1}.........(2) B(n)三{m:Hmn= 1}.........(3) 另外，A(m)意味著校驗矩陣H的第m行中列索引為"l"的集合，B(n)意味著校驗矩陣H的第n行中行索引為"1"的集合。
步驟(St印)A 1 (初始化): 對滿足H, 1的所有組(m，n)，設定對數似然比為P (°)mn = A n。另外，設定循環變量(迭代次數)為lSUffl = l，設定循環最大次數為lSUffl,max。
步驟(St印)A 2 (行處理): 按照m二 1，2，…，M的順序，對滿足H,二 1的所有組(m， n)，使用以下的更新式更新對數似然比a(i)mn。其中，i表示迭代次數。另外，f為Gallager(哥拉格)的函數。
(")、
exp(x) — 1
步驟(St印)A. 3(列處理):
按照n = 1，2，…，N的順序，對滿足H,更新對數似然比e(i)mn。 ........ 步驟(St印)A 4(對數似然比的計算):
對n G [1， N]，如下式那樣地求對數似然比L(i)n。丄 =丄+ .........(8) 步驟(St印)A 5 (迭代次數的計數): 若為1，〈1，，，則對1自加1，并返回步驟A'2。在l,
1的所有組(m， n)，使用以下的更新式
時，如下所示
地估計碼字w，結束sum-product解碼c
W三
丄，
Z(° < o
.(9) 圖4表示sum-product解碼中的、對校驗矩陣H的運算步驟。圖4的箭頭Al表示用于示意行處理的箭頭，箭頭A2表示用于示意列處理的箭頭。根據以下的順序進行Sum-product角牟石馬。 首先，如圖4的〈1>那樣地在校驗矩陣H中存在"l"的位置進行行處理。 接著，如圖4的〈2>那樣地在校驗矩陣H中存在"l"的位置進行列處理。以上為
迭代次數第一次的解碼運算。 接著，在如圖4的〈3>那樣地在校驗矩陣H中存在"l"的位置進行行處理后，如圖4的〈4>那樣地在校驗矩陣H中存在"l"的位置進行列處理，由此進行迭代次數第二次的解碼運算。 接著，在如圖4的〈5>那樣地在校驗矩陣H中存在"l"的位置進行行處理后，如圖4的〈6>那樣地在校驗矩陣H中存在"l"的位置進行列處理，由此進行迭代次數第二次的解碼運算。 以下，直至獲得期望的接收質量為止，反復進行迭代解碼。
接著，簡單地說明LDPC碼的生成步驟。
在校驗矩陣H與生成矩陣G之間，下式的關系式成立。
HGT = 0.........(10)
另外，如圖3所示，若將發送序列(編碼后的數據)設為r^、rvn3、n4、…，并以發 送序列的矢量11= (ni，n2，n3，n4，…)來表示，則使用信息序列(編碼前的數據)的矢量i =(ii，k，…)以及生成矩陣G，如下式那樣地求發送序列的矢量u。
u = iG .........(11) 在編碼端，通過利用式(10)和式(11)的關系式，獲得發送序列。另外，在LDPC-CC 時，如非專利文獻1和非專利文獻2所示，能夠使用移位寄存器和異或電路，以較簡單的結 構來實現編碼。 另外，如圖3所示，在sum-product解碼時使用的對數似然比A n為對校驗矩陣H 按照ni、 n2、 n3、 n4、…的順序排列的對數似然比。
(1-2)本實施方式的解碼方法 另外，如在非專利文獻3和非專利文獻4中也指出，在sum-product解碼中存在以 下的缺點，即為了獲得良好的接收質量，需要設定較多的上述迭代解碼的迭代次數。
因此，在本實施方式中，提出能夠以較少的迭代次數獲得良好的接收質量的、適合 于LDPC-CC的解碼方法。本實施方式的解碼方法為變形了 sum-product解碼的解碼方法。
圖5表示一例LDPC-CC的校驗矩陣H。若將發送序列(編碼后的數據)表示為rik、 n^、 nk—2、 nk—3 (k :偶數)，則基于校驗矩陣H，以下的校驗式成立。
nk+nk—i+rv3 = 0.........(12) 這里，能夠通過下式的多項式來表示以圖5的校驗矩陣H為基準的生成矩陣G。 G(D) = D3+D+l.........(13) 式(12)和式(13)為三階的多項式。 在本實施方式中，在通過多項式來表示基于校驗矩陣H的校驗式時，按每"校驗式 的階數+l"劃分校驗矩陣H的列。在式(12)的例子中，校驗式的階數為三階，所以按每"3+l =4"列劃分校驗矩陣H。若以一般形式來表示，則在本實施方式中，按每"(校驗式的階數 +1)乂『劃分校驗矩陣11的列。其中，N為自然數。 另外，在LDPC-CC的校驗矩陣H的第j+l行的校驗式與第j行的校驗式之間存在 移位了相當于n比特的關系。也就是說，在校驗矩陣H的列方向上每移位n比特，LDPC-CC 的校驗矩陣H的校驗式成立。因此，在本實施方式中，按每"(校驗式的階數+1) XN/n"劃 分校驗矩陣H的行。在圖5的例子中，校驗式的階數=3、n = 2，所以按每"(3+1) X 1/2 = 2 (其中，N = 1)"行劃分校驗矩陣H的行。 圖5的虛線表示通過上述的方法劃分了校驗矩陣的列和行的情形。根據圖5也可 知，通過上述的方法劃分校驗矩陣H的列和行所得的原模圖(該圖中的以虛線包圍的部分) 成為三種圖案之一。也就是說，集合該圖中的以參考標號P1表示的圖案的原模圖、以參考 標號P2表示的圖案的原模圖或以參考標號P3表示的圖案的原模圖而構成校驗矩陣H。
接著，使用圖6，說明本實施方式的BP (Belief-Propagation)解碼的步驟。另外， 在圖6中，〈1> 〈18>表示處理的順序。 處理〈1> :在由從1列至4列和從1行至4行構成的原模圖(由列區域Cl和行區 域Rl形成的原模圖、以及由列區域Cl和行區域R2形成的原模圖)的、存在"1"的位置進 行行處理。 處理〈2> :在由從1列至4列和從1行至4行構成的原模圖(由列區域Cl和行區
10域R1形成的原模圖、以及由列區域C1和行區域R2形成的原模圖)的、存在"1"的位置進 行列處理。 處理〈3> :在由從1列至8列和從3行至4行構成的原模圖(由列區域Cl和行區 域R2形成的原模圖、以及由列區域C2和行區域R2形成的原模圖)的、存在"1"的位置進 行行處理。除此之外，在由從5列至8列和從5行至6行構成的原模圖(由列區域C2和行 區域R3形成的原模圖)的、存在"1"的位置進行行處理。 處理〈4> :在由從1列至4列和從1行至4行構成的原模圖(由列區域Cl和行區 域Rl形成的原模圖、以及由列區域Cl和行區域R2形成的原模圖)的、存在"1"的位置進 行列處理。除此之外，在由從5列至8列和從3行至6行構成的原模圖(由列區域C2和行 區域R2形成的原模圖、以及由列區域C2和行區域R3形成的原模圖)的、存在"1"的位置 進行列處理。 處理〈5> :在由從5列至12列和從5行至6行構成的原模圖(由列區域C2和行區 域R3形成的原模圖、以及由列區域C3和行區域R3形成的原模圖)的、存在"1"的位置進 行行處理。除此之外，在由從9列至12列和從7行至8行構成的原模圖(由列區域C3和 行區域R4形成的原模圖)的、存在"1"的位置進行行處理。 處理〈6> :在由從5列至8列和從3行至6行構成的原模圖(由列區域C2和行區 域R2形成的原模圖、以及由列區域C2和行區域R3形成的原模圖)的、存在"1"的位置進 行列處理。除此之外，在由從9列至12列和從5行至8行構成的原模圖(由列區域C3和 行區域R3形成的原模圖、以及由列區域C3和行區域R4形成的原模圖)的、存在"1"的位 置進行列處理。 以下，在處理〈7〉、處理〈8〉、…中，同樣地進行行處理或列處理。這里，行處理是
指相當于上述的步驟A，2的處理。另外，在已更新了 13時，使用其更新值。同樣地，列處
理是指相當于上述的步驟A，3的處理。另外，在已更新了 a時，使用其更新值。 通過實施如上所述的算法，與sum-product解碼相比，能夠獲得以下的效果，即
能夠削減用于獲得良好的接收質量的迭代次數。另外，與非專利文獻3中記載的Shuffled
BP解碼相比，也能夠獲得以下的效果，S卩能夠削減用于獲得良好的接收質量的迭代次數。 接著，使用圖7說明與圖6中說明過的BP解碼方法不同的BP解碼方法。在圖7
中說明的BP解碼方法也以使用如上所述那樣劃分了的校驗矩陣H(圖5)為前提。 處理〈1> :在由從1列至4列和從1行至4行構成的原模圖(由列區域Cl和行區
域Rl形成的原模圖、以及由列區域Cl和行區域R2形成的原模圖)的、存在"1"的位置進
行行處理。 處理〈2> :在由從1列至4列和從1行至4行構成的原模圖(由列區域Cl和行區 域Rl形成的原模圖、以及由列區域Cl和行區域R2形成的原模圖)的、存在"1"的位置進 行列處理。 處理〈3> :在由從1列至4列和從1行至2行構成的原模圖(由列區域Cl和行區 域R1形成的原模圖)的、存在"1"的位置進行行處理。除此之外，在由從1列至8列和從 3行至4行構成的原模圖(由列區域Cl和行區域R2形成的原模圖、以及由列區域C2和行 區域R2形成的原模圖)的、存在"1"的位置進行行處理。除此之外，在由從5列至8列和 從5行至6行構成的原模圖(由列區域C2和行區域R3形成的原模圖)的、存在"1"的位置進行行處理。 處理〈4> :在由從1列至4列和從1行至4行構成的原模圖(由列區域CI和行區 域Rl形成的原模圖、以及由列區域CI和行區域R2形成的原模圖)的、存在"1"的位置進 行列處理。除此之外，在由從5列至8列和從3行至6行構成的原模圖(由列區域C2和行 區域R2形成的原模圖、以及由列區域C2和行區域R3形成的原模圖)的、存在"1"的位置 進行列處理。 處理〈5> :在由從1列至8列和從3行至4行構成的原模圖(由列區域CI和行區 域R2形成的原模圖、以及由列區域C2和行區域R2形成的原模圖)的、存在"1"的位置進 行行處理。除此之外，在由從5列至12列和從5行至6行構成的原模圖(由列區域C2和 行區域R3形成的原模圖、以及由列區域C3和行區域R3形成的原模圖)的、存在"1"的位 置進行行處理。 處理〈6> :在由從1列至4列和從1行至4行構成的原模圖(由列區域CI和行區 域R1形成的原模圖、以及由列區域C1和行區域R2形成的原模圖)的、存在"1"的位置進 行列處理。除此之外，在由從5列至8列和從3行至6行構成的原模圖(由列區域C2和行 區域R2形成的原模圖、以及由列區域C2和行區域R3形成的原模圖)的、存在"1"的位置 進行列處理。除此之外，在由從9列至12列和從5行至8行構成的原模圖(由列區域C3 和行區域R3形成的原模圖、以及由列區域C3和行區域R4形成的原模圖)的、存在"1"的 位置進行列處理。 以下，在處理〈7〉、處理〈8〉、…中，同樣地進行行處理或列處理。這里，行處理是 指相當于上述步驟A'2的處理。另外，在已更新了 13時，使用其更新值。同樣地，列處理 是指相當于上述步驟A，3的處理。另外，在已更新了 a時，使用其更新值。
通過實施如上所述的算法，與圖6的算法相同，與sum-product解碼相比，能夠獲 得以下的效果，即，能夠削減用于獲得良好的接收質量的迭代次數。另外，與非專利文獻 3中記載的Shuffled BP解碼相比，也能夠獲得以下的效果，S卩能夠削減用于獲得良好的 接收質量的迭代次數。
(2)結構 圖8表示本實施方式的發送裝置的結構例。編碼單元102對發送數字信號101進 行LDPC-CC編碼，并將由此獲得的編碼數據103輸出到交織單元104。 交織單元104輸入編碼數據103和幀結構信號112，基于幀結構信號112所示的幀 結構，對編碼數據103進行交織，并將由此獲得的交織后的數據105輸出到調制單元106。
調制單元106輸入交織后的數據105、控制信息114和幀結構信號112，基于幀結 構信號112所示的調制方式和幀結構，對交織后的數據105和控制信息114進行調制并且 形成發送幀，并將由此獲得的調制信號107輸出到無線單元108。無線單元108對調制信號 107進行變頻和放大等規定的無線處理，并將由此獲得的發送信號109提供給天線110。
幀結構信號生成單元111輸出包含了幀結構的信息的幀結構信號112。控制信息 生成單元113輸入幀結構信號112，生成控制信息114，并輸出該信息，所述控制信息包含了 用于通信對方獲得頻率同步/時間同步的信息和用于將調制信號的調制方式通知給通信 對方的信息等。 圖9表示本實施方式的接收裝置的結構例。
無線單元203對通過接收天線201接收到的接收信號202進行放大和變頻等規定 的無線處理，并將由此獲得的調制信號204輸出到正交解調單元205。正交解調單元205對 調制信號204進行正交解調，并將由此獲得的基帶信號206輸出到信道變動估計單元207、 控制信息檢測單元209和對數似然比運算單元211。 信道變動估計單元207從基帶信號206中檢測例如前置碼，基于該前置碼估計信 道變動，并將信道變動估計信號208輸出到對數似然比運算單元211。控制信息檢測單元 209從基帶信號206中檢測前置碼，基于該前置碼獲得基帶信號206的時間同步/頻率同 步，從同步獲得的基帶信號206中提取發送數據以外的控制信息，并輸出該控制信息作為 控制信號210。 對數似然比運算單元211輸入基帶信號206、信道變動估計信號208和控制信號 210，例如，如非專利文獻5、非專利文獻6和非專利文獻7所示，從信道變動估計信號208和 基帶信號206，求每個比特的對數似然比，并輸出對數似然比信號212。另外，輸出表示數據 區間(例如塊大小(block size))的定時信號217。 解交織器213輸入對數似然比信號212，將對數似然比信號212的排列復原為交織 單元104(圖8)中的重新排列前的順序，并將由此獲得的解交織后的對數似然比信號214 輸出到解碼單元215。 解碼單元215輸入解交織后的對數似然比信號214和定時信號217，并通過對解交 織后的對數似然比信號214進行解碼，獲得接收數據216。 接著，詳細地說明解碼單元215的結構。首先，在說明本實施方式的解碼單元的結 構之前，使用圖10說明用于進行sum-product解碼的通常的結構，接著使用圖ll說明用于 實現本實施方式的BP解碼的結構例。 圖10表示進行sum-product解碼時的、圖9的解碼單元215的結構例。
對數似然比存儲單元303輸入對數似然比信號301 (相當于圖9的對數似然比信 號214)和定時信號302 (相當于圖9的定時信號217)，并基于定時信號302，存儲數據區間 的對數似然比。根據需要，適宜地輸出所存儲的對數似然比。 行處理運算單元305輸入對數似然比信號304和列處理后的信號312，在校驗矩陣 H中存在"1"的位置進行上述的步驟A^(行處理)的運算。實際上，由于解碼單元215進 行迭代解碼，所以行處理運算單元305在第一次解碼時使用對數似然比信號304進行行處 理(相當于上述的步驟A' 1的處理)，并在第二次解碼時使用列處理后的信號312進行行 處理。 行處理后的信號306存儲在行處理后數據存儲單元307中。行處理后數據存儲單 元307存儲所有的行處理后的值(信號)。 列處理運算單元309輸入行處理后的信號308和控制信號314，基于控制信號314 確認不是最后的迭代運算，并在校驗矩陣H中存在"l"的位置進行上述的步驟A 3(列處 理)的運算。 列處理后的信號310存儲在列處理后數據存儲單元311中。列處理后數據存儲單 元311存儲所有的列處理后的值(信號)。 控制單元313基于定時信號302，計數迭代次數，并輸出迭代次數作為控制信號 314。
對數似然比運算單元315輸入行處理后的信號308和控制信號314，基于控制信 號314，判斷出是最后一次的迭代運算時，通過對在校驗矩陣H中存在"1 "的位置，使用行處 理后的信號308的信號進行步驟A 4的運算(對數似然比的計算)，獲得對數似然比信號 316。對數似然比信號316被輸出到判定單元317。 判定單元317通過使用對數似然比信號316進行例如式(9)的運算來估計碼字，
并輸出估計比特318(相當于圖9的接收數據216)。 接著，使用圖11說明用于實現本實施方式的BP解碼的結構例。 圖11表示用于實現本實施方式的BP解碼的、圖9的解碼單元215的結構例。也
就是說，圖11的解碼單元215為用于實現圖6或圖7中說明了的BP解碼的結構例。 對數似然比存儲單元403輸入對數似然比信號401 (相當于圖9的對數似然比信
號214)和定時信號402 (相當于圖9的定時信號217)，并基于定時信號402，存儲數據區間
的對數似然比。根據需要，適宜地輸出所存儲的對數似然比。 行處理運算單元405#1為用于進行圖6或圖7的處理〈1>的行處理的運算單元， 輸入對數似然比信號404和列處理后的信號413。行處理運算單元405#1在第一次解碼時 使用對數似然比信號404，進行圖6或圖7的處理〈1>的行處理。在第二次解碼時使用列處 理后的信號413，進行圖6或圖7的處理〈1>的行處理。 由行處理運算單元405#1獲得的行處理后的信號406#1存儲在行處理后數據存儲 單元407中。行處理后數據存儲單元407僅更新所存儲的行處理后的數據中的、使用行處 理后的信號406#1更新了的值。 列處理運算單元410#1為用于進行圖6或圖7的處理〈2>的列處理的運算單元， 輸入行處理后的信號408和控制信號415。列處理運算單元410#1通過進行圖6或圖7的 處理〈2>的列處理，獲得列處理后的信號411#1。 由列處理運算單元410#1獲得的列處理后的信號411#1存儲在列處理后數據存儲 單元412中。列處理后數據存儲單元412僅更新所存儲的列處理后的數據中的、使用列處 理后的信號411#1更新了的值。 行處理運算單元405#2為用于進行圖6或圖7的處理〈3>的行處理的運算單元， 輸入對數似然比信號404和列處理后的信號413。行處理運算單元405#2在第一次解碼時 使用對數似然比信號404，進行圖6或圖7的處理〈3>的行處理。在第二次解碼時使用列處 理后的信號413，進行圖6或圖7的處理〈3>的行處理。 由行處理運算單元405#2獲得的行處理后的信號406#2存儲在行處理后數據存儲 單元407中。行處理后數據存儲單元407僅更新所存儲的行處理后的數據中的、使用行處 理后的信號406#2更新了的值。 列處理運算單元410#2為用于進行圖6或圖7的處理〈4>的列處理的運算單元， 輸入行處理后的信號408和控制信號415。列處理運算單元410#2通過進行圖6或圖7的 處理〈4>的列處理，獲得列處理后的信號411#2。 由列處理運算單元410#2獲得的列處理后的信號411#2存儲在列處理后數據存儲 單元412中。列處理后數據存儲單元412僅更新列處理后的數據中的、使用列處理后的信 號411#2更新了的值。 在行處理運算單元405#3以后的行處理運算單元、以及列處理運算單元410#3以后的列處理運算單元中也進行與上述相同的運算。由此，進行圖6或圖7的步驟〈5>以后 的處理，依序更新行處理后的數據和列處理后的數據。 控制單元414基于定時信號402，計數迭代次數，并輸出迭代次數作為控制信號 415。 對數似然比運算單元416輸入行處理后的信號409和控制信號415，求最后一次的 迭代運算中的對數似然比，并將其作為對數似然比信號417輸出。 判定單元418通過使用對數似然比信號417進行式(9)的運算來估計碼字，并輸 出估計比特419 (相當于圖9的接收數據216)。 如上所述，若使用如圖11那樣的結構，則能夠進行圖6和圖7中說明過的BP解碼。
另外，在實現圖6中說明了的BP解碼時，通過各個行處理運算單元405ftl、行處理 運算單元405#2、 以及各個列處理運算單元410#1、列處理運算單元410#2、…，如圖6 所示那樣處理原模圖。另一方面，在實現圖7中說明了的BP解碼時，通過各個行處理運算 單元405#1、行處理運算單元405#2、…以及各個列處理運算單元410#1、列處理運算單元 410#2、…，如圖7所示那樣處理原模圖。除此之外，若使用如圖ll那樣的結構，則通過相 同的基本動作，能夠進行圖6和圖7中說明過的BP解碼。 如上說明，根據本實施方式，在基于校驗矩陣H的校驗式的階數為D，校驗矩陣H的 第j+l行的校驗式與第j行的校驗式之間的關系為移位了相當于n比特的關系時，將校驗 矩陣H的列按每"(D+l) XN(N :自然數)"劃分，并且將校驗矩陣H的行按每"(D+l) XN/n" 劃分所形成的原模圖，作為行處理運算和列處理運算的處理單位來進行運算。
由此，良好地進行行處理運算與列處理運算之間的更新值的接替(即概率傳播) 并且能夠進行高速的BP解碼。實際上，將校驗矩陣H分割為包含"1"和"0"的兩個圖案的 原模圖Pl和原模圖P2、以及僅由"O"構成的原模圖P3的、共計三種的原模圖Pl、原模圖P2 和原模圖P3的情況，成為實現良好的概率傳播時的重要的因素。 另外，在本實施方式中，說明了將本發明適用于LDPC-CC的情況，但本發明并不限 于此，也能夠適用于例如非專利文獻8所示的巻積碼。也就是說，也能夠將本實施方式的BP 解碼方法適用于生成如非專利文獻8所示的有關巻積碼的校驗矩陣H并進行BP解碼的情 況。此時，也能夠獲得與上述的實施方式相同的效果。 另外，本發明能夠廣泛適用于各種BP解碼。也就是說，本發明的BP解碼也包含例 如非專利文獻9至非專利文獻11中記載的、與BP解碼近似的min-sum解碼、offset BP解 碼和Normalized BP解碼等。這在以下說明的實施方式中也是一樣的。
(實施方式2) 在實施方式1中，說明了在LDPC-CC的BP解碼中，運算規模較小且能夠獲得良好 的接收質量的方法和結構。 在本實施方式中，提出通過具有實施方式1的基本原理和基本結構，并且通過改 進實施方式l，從而能夠進行比實施方式1高速的BP解碼的方法和結構。
在實施方式1中，使用圖6和圖7說明了的處理和圖11的結構為依次進行消息交 換的處理和結構。相對于此，在本實施方式中，如圖12所示，將圖6和圖7的行處理和列處
理即處理〈1>、 〈2>..........分割為組單位，并以組單位進行處理，由此能夠減輕依次處
理所造成的處理延遲，進行高速的BP解碼。
15
在圖12中，處理〈1>、 〈2>..........相當于實施方式l中說明了的圖6或圖7
的處理〈1>、 〈2>..........的行處理和列處理運算。在圖12的例子中，由處理〈1>、 〈2>、
〈3>、〈4>、〈5>和〈6>構成一個處理組Gl，由處理〈7>、〈8>、〈9>、〈10>、〈11>和〈12〉構成一個 處理組G2，由處理〈13〉、 〈14〉、 〈15〉、 〈16〉、 〈17〉和〈18〉構成一個處理組G3，由處理〈19〉、 〈20〉、 〈21〉、 〈22〉、 〈23〉和〈24〉構成一個處理組G4。也就是說，將六個處理作為一個組，對 所有處理〈1>、〈2>..........進行了分割。 圖13表示本實施方式的解碼單元的結構例。將圖13的解碼單元500用作例如圖 9的解碼單元215。 對數似然比存儲單元#1 (503#1)輸入對數似然比信號501 (相當于圖9的對數似 然比信號214)，存儲屬于圖12的組G1的處理的對數似然比，并輸出所存儲的對數似然比作 為信號504#1。 同樣地，對數似然比存儲單元ftk(503ftk)輸入對數似然比信號501(相當于圖9的 對數似然比信號212)，存儲屬于圖12的組Gk(l < k < Z)的處理的對數似然比，并輸出所 存儲的對數似然比作為信號504ftk。另外，對數似然比存儲單元ftZ(503ftZ)輸入對數似然比 信號501(相當于圖4的對數似然比信號212)，存儲屬于圖12的組GZ的處理的對數似然 比，并輸出所存儲的對數似然比作為信號504#Z。 連接切換單元505輸入屬于各個組Gl至組GZ的處理的對數似然比信號504#1至 對數似然比信號504#Z和控制信號527，基于控制信號527，切換輸入輸出的連接，并將對數 似然比信號506#1至對數似然比信號506#Z輸出到后級的行/列處理運算單元#1至行/ 列處理運算單元#Z(507#1至507#Z)。另外，在后面詳細地說明連接切換單元505的動作。
行/列處理運算單元#1 (507#1)輸入來自連接切換單元505的對數似然比信號 506#1、來自連接切換單元514的行處理后的數據#1(515#1)以及來自連接切換單元520的 列處理后的數據#1 (521#1)，進行與使用實施方式1的圖11說明過的行處理和列處理的運 算相同的運算，由此獲得行處理后的數據508#1和列處理后的數據509#1。
行/列處理運算單元#k(507#k)輸入來自連接切換單元505的對數似然比信號 506ftk、來自連接切換單元514的行處理后的數據ftk(515ftk)以及來自連接切換單元520的 列處理后的數據#k(521#k)，進行與使用實施方式1的圖11說明過的行處理和列處理的運 算相同的運算，由此獲得行處理后的數據508#k和列處理后的數據509#k。
行/列處理運算單元#Z(507#Z)輸入來自連接切換單元505的對數似然比信號 506ftZ、來自連接切換單元514的行處理后的數據ftZ(515ftZ)以及來自連接切換單元520的 列處理后的數據#Z(521#Z)，進行與使用實施方式1的圖11說明過的行處理和列處理的運 算相同的運算，由此獲得行處理后的數據508#Z和列處理后的數據509#Z。
在后面詳細地說明行/列處理運算單元#1至行/列處理運算單元#Z(507#1至 507#Z)的處理內容。 連接切換單元510輸入行處理后的數據508#1至數據508#Z和控制信號527，基于 控制信號527，切換輸入輸出的連接，并將行處理后的數據511#1至數據511ftZ輸出到后級 的行處理后數據存儲單元#1至行處理后數據存儲單元#Z(512#1至512#Z)。另外，在后面 詳細地說明連接切換單元510的動作。 行處理后數據存儲單元#1(512#1)僅更新所存儲的行處理后的數據中的、使用行處理后的數據511#1更新了的值。另外，行處理后數據存儲單元#1(512#1)輸出用于進行 列處理的行數據513#1。 同樣地，行處理后數據存儲單元ftZ(512ftZ)僅更新所存儲的行處理后的數據中 的、使用行處理后的數據511ftZ更新了的值。另外，行處理后數據存儲單元ftZ(512ftZ)輸出 用于進行列處理的行數據513#Z。 連接切換單元514輸入行數據513#1至行數據513#Z和控制信號527，基于控制信 號527，切換輸入輸出的連接，并將連接切換后的行數據515#1至行數據515ftZ輸出到行/ 列處理運算單元#1至行/列處理運算單元#Z(507#1至507#Z)。另外，在后面詳細地說明 連接切換單元514的動作。 連接切換單元516輸入列處理后的數據509#1至數據509#Z和控制信號527，基于 控制信號527，切換輸入輸出的連接，并將列處理后的數據517#1至數據517ftZ輸出到后級 的列處理后數據存儲單元#1至列處理后數據存儲單元#Z(518#1至518#Z)。另外，在后面 詳細地說明連接切換單元516的動作。 列處理后數據存儲單元#1(518#1)僅更新所存儲的列處理后的數據中的、使用列 處理后的數據517#1更新了的值。另外，列處理后數據存儲單元#1(518#1)輸出用于進行 行處理的列數據519#1。同樣地，列處理后數據存儲單元ftZ(518ftZ)僅更新所存儲的列處 理后的數據中的、使用列處理后的數據517ftZ更新了的值。另外，列處理后數據存儲單元 #Z(518#Z)輸出用于進行行處理的列數據519#Z。 連接切換單元520輸入列數據519#1至列數據519#Z和控制信號527，基于控制信 號527，切換輸入輸出的連接，并將連接切換后的列數據521#1至列數據521ftZ輸出到行/ 列處理運算單元#1至行/列處理運算單元#Z(507#1至507#Z)。另外，在后面詳細地說明 連接切換單元520的動作。 控制單元526輸入定時信號502，基于定時信號502生成控制信號527，并輸出該 控制信號。 對數似然比運算單元522輸入行數據513#1至行數據513#Z和控制信號527，基于 控制信號527，判斷是最后一次的迭代運算時，通過運算求對數似然比，并輸出對數似然比 信號523。 判定單元524輸入對數似然比信號523，使用對數似然比信號523進行例如式(9) 的運算來估計碼字，并輸出由此獲得的估計比特525。 以上為解碼單元500的基本動作。接著，使用圖14和圖15詳細地說明圖13的解 碼單元500的結構與圖12的行/列處理的調度之間的關系。這里，將組數設為Z進行說明。
行處理后數據存儲單元#1(512#1)存儲組61(圖12)的行處理后的數據。同樣地， 行處理后數據存儲單元ftZ(512ftZ)存儲組GZ的行處理后的數據。 列處理后數據存儲單元#1(518#1)存儲組G1的列處理后的數據。同樣地，列處理 后數據存儲單元ftZ(518ftZ)存儲組GZ的列處理后的數據。 圖14和圖15表示行/列處理運算單元#1至行/列處理運算單元#Z(507#1至 507#Z)的各個單元的、時間軸上的處理定時。在圖14和圖15中，"L(Low，低)"的區間表 示不進行行/列處理的動作，"H(High，高)"的區間表示進行行/列處理的動作。
如圖14所示，行/列處理運算單元#1在"H"區間601#1中進行組Gl(圖12)的行/列處理。在該"H"區間601#1中，其他的行/列處理運算單元#2至行/列處理運算單 元ftZ尚未開始迭代解碼的動作。 行/列處理運算單元#1在"H"區間602#1中進行組G2的行/列處理。在與該 "H"區間602#1相同區間的"H"區間601#2中，行/列處理運算單元#2進行組Gl的行/列 處理。在該區間中，其他的行/列處理運算單元#3至行/列處理運算單元#Z尚未開始迭 代解碼的動作。 行/列處理運算單元#1在"H"區間603#1中進行組G3的行/列處理。在與該 "H"區間603#1相同區間的"H"區間602#2中，行/列處理運算單元#2進行組G2的行/列 處理。另夕卜，在與該"H"區間603# 1相同區間的"H"區間601 #3中，行/列處理運算單元#3 進行組Gl的行/列處理。在該區間中，其他的行/列處理運算單元#4至行/列處理運算 單元ftZ尚未開始迭代解碼的動作。 如上所述，行/列處理運算單元#1至行/列處理運算單元#Z依序開始迭代解碼。 另外，使分別被行/列處理運算單元#1至行/列處理運算單元#Z進行行/列處理的組，隨 著時間，在行/列處理運算單元#1至行/列處理運算單元#Z間一個個地移動。為了實現 該動作，圖13的連接切換單元505、510、514、516和520切換輸入和輸出的連接。
在圖15的時間軸上的處理定時中，區間(N-l)ftl表示行/列處理運算單元ftl進行 第(N-l)次解碼的情況。同樣地，區間(N-l)ft2表示行/列處理運算單元ft2進行第(N-l) 次解碼的情況。這樣，(N-l)ftk表示行/列處理運算單元ftk進行第(N-l)次解碼的情況。
另外，區間腦l表示行/列處理運算單元ftl進行第N次解碼的情況。同樣地，區 間N#2表示行/列處理運算單元#2進行第N次解碼的情況。這樣，區間N#k表示行/列處 理運算單元#k進行第N次解碼的情況。 在各次迭代解碼的區間內，與圖14中說明過的情況相同，使分別通過行/列處理 運算單元#1至行/列處理運算單元#Z進行行/列處理的組，隨著時間，在行/列處理運算 單元#1至行/列處理運算單元#Z間一個個地移動(參照圖15的右半部)。
通過進行這樣的處理，在所有的行/列處理運算單元#1至行/列處理運算單元#Z 完成第N次解碼處理后，本實施方式的解碼單元500等效于進行了實施方式1的解碼單元 215 (圖11)的N次解碼處理的Z倍、即ZXN次解碼處理。因此，若采用本實施方式的解碼 單元500的結構，則能夠削減獲得良好的接收質量所需的迭代解碼的次數，所以與實施方 式1的解碼單元215相比，能夠縮短處理延遲，能夠進行高速的BP解碼。也就是說，在解碼 單元500中，在一次迭代解碼中通過并行處理進行解碼單元215的Z倍的解碼處理，所以直 至獲得與解碼單元215同等的接收質量為止所需的迭代解碼次數大致為1/Z倍，因此能夠 以短時間獲得與解碼單元215同等的接收質量。 如上說明，根據本實施方式，將行處理和列處理分割為多個組G1至GZ，通過各個 行/列處理運算單元#1至行/列處理運算單元#2(507#1至507ftZ)依次進行各個組G1至GZ 的行處理和列處理，并且通過多個行/列處理運算單元#1至行/列處理運算單元#Z (507#1 至507#Z)錯開時間并且并行進行各個組G1至GZ的行處理和列處理，由此能夠進行比實施 方式1高速的BP解碼。 另外，行處理和列處理的組分割的方法并不限于圖12所示的方法。 另外，在本實施方式中，說明了將本發明適用于LDPC-CC的情況，但本發明并不限
18于例如非專利文獻8所示的巻積碼。也就是說，也能夠將本實施方式的BP 解碼方法適用于生成有關非專利文獻8所示的巻積碼的校驗矩陣H并進行BP解碼的情況。 此時，也能夠獲得與實施方式相同的效果。
(實施方式3) 在本實施方式中，提出適合于在接收端進行實施方式2中說明過的解碼時的、在 發送端的交織方法。在本實施方式中，作為一例，說明發送裝置如圖8那樣，在進行編碼后 進行交織的情況下的結構。 圖16表示一例由圖8的發送裝置100發送的調制信號的時間軸上的幀結構(一 幀)。在圖16中，調制信號由前置碼801和數據碼元802構成。在前置碼801中，包含用于 接收裝置估計信道變動的導頻碼元、用于估計頻率偏移的碼元、以及用于傳輸數據以外的 控制信息的碼元等。 數據碼元(用于傳輸數據的碼元)802為例如進行了基于圖3的校驗矩陣H的 LDPC-CC的編碼的數據碼元。在本實施方式中， 一幀的數據碼元802為由3600碼元構成，并 進行了 BPSK調制的數據碼元。 圖17表示例如在圖8的交織單元104中，以一幀單位(3600碼元單位)對圖16 的數據碼元802進行隨機交織后的、在接收端的信號處理定時。 圖17的(a)表示接收裝置中的數據碼元802的接收狀況。假設在"H"區間中，接 收裝置處于接收數據碼元802的狀況，在"L"區間中，接收裝置處于不接收數據碼元802的 狀況。 圖17的(b)表示接收裝置中的解交織的處理狀況。假設在"H"區間中，接收裝置
處于進行解交織的狀況，在"L"區間中，接收裝置處于不進行解交織的狀況。 由圖17的(a)和圖17的(b)可知，以一幀單位(3600碼元單位)對圖16的數據
碼元802進行隨機交織后，接收裝置除非接收完畢所有3600碼元，否則無法進行解交織。 圖17的(c)表示接收裝置中的解碼單元(參照圖11和圖13)的處理狀況。在
"H"區間中，解碼單元處于進行解碼動作的狀況，在"L"區間中，解碼單元處于不進行解碼動
作的狀況。 這樣，在以一幀單位(3600碼元單位)進行隨機交織后，如圖17所示，只有在全部 接收完畢了一幀的數據碼元之后，才能開始解交織的動作。另外，只有在解交織完畢(圖17 的(b))之后，才能開始解碼動作(例如，圖14和圖15)。 起因于此，產生處理延遲。因此，在本實施方式中，提出活用了在實施方式2中說 明的以下特征的交織方法，即對行/列處理進行組分割，并依次且并行地處理分割后的組 的行/列處理。 在實施方式1中說明了的LDPC-CC的編碼處理中，在基于校驗矩陣H的校驗式的 階數為D，校驗矩陣H的第j+l行的校驗式與第j行的校驗式之間的關系為移位了相當于n 比特的關系時，將校驗矩陣H的列按每"(D+l) XN(N :自然數)"劃分、并且將校驗矩陣H的 行按每"(D+l) XN/n"劃分所形成的原模圖作為行處理運算和列處理運算的處理單位來進 行運算。 因此，若將交織的塊大小設定為"(D+l) XN(N :自然數)XM(M :自然數)"比特而進 行以該塊大小為單位的交織，則交織的塊大小為如圖12所示的分割為組的塊大小的整數
19倍，所以能夠對接收到的所有比特進行解交織處理而不產生如使用圖17說明的等待時間。 其結果，能夠減輕在接收裝置的處理延遲。 例如，在如圖12所示那樣分割了校驗矩陣時，(階數+l) = 4、N= 1。在本實施方 式中，考慮該情況，如圖18所示，對3600碼元的數據碼元802進行6分割，由此由600碼元 構成1塊。由此，在圖18中，數據碼元802由塊#1(901#1)、塊#2(901#2)、塊#3(901#3)、塊 #4 (901#4) 、±央#5 (901#5)、以及±央#6 (901恥)構成。 然后，在本實施方式中，僅在塊內進行交織。例如，假定使用BPSK調制，則通過交 織單元104(圖8)以構成塊#1(901#1)的600比特進行交織。同樣地，以構成塊#2(901#2) 的600比特進行交織。也就是說，以構成塊#k(901#k)的600比特進行交織(k = 1、2、…、 6)。由此，能夠實現如前述那樣的、滿足"使塊大小為將"(階數+l) XN(N :自然數)XM(M : 自然數)"比特作為交織的塊大小"的條件的交織處理。這是因為，(階數+l) XI = (3+1) XI =4，并且600/4 = 150 (自然數)。 由此，接收裝置能夠在完成一個塊的接收的緊后進行解交織，并且在圖13的解碼 器時，能夠在解交織完畢的緊后開始行/列處理運算。由此，與如圖17所示，直至一幀的接 收完畢為止等待解交織，并且直至相當于一幀的解交織完畢為止等待解碼的方法相比，能 夠縮短運算的延遲。 接著，使用圖19說明如圖18那樣對數據碼元區間進行塊分割，并僅在塊內進行了 交織的情況下的、圖13的解碼單元500的處理定時。 圖19的(a)表示接收裝置中的數據碼元802的接收狀況。假設在"H"區間中，接 收裝置處于接收數據碼元802的狀況，在"L"區間中，接收裝置處于不接收數據碼元802的 狀況。 圖19的(b)表示在接收完畢圖18的塊#1 (901#1)后對塊#1 (901#1)的數據進行
解交織的情況。也就是說，在"H"區間中，對塊#1 (901#1)的數據進行解交織。 圖19的(c)表示圖13的行/列處理運算單元#1 (507#1)的動作定時。在"H"區
間中，行/列處理運算單元#1 (507#1)進行行/列處理運算。另外，在動作開始緊后，進行
圖6或圖7的處理〈1>。圖19的(d)表示圖13的行/列處理運算單元#2(507#2)的動作定時。 由圖19的(a)、圖19的(b)和圖19的(c)可知，能夠在塊#1 (901#1)的接收完畢 之后立即通過解交織213(圖9)對塊#1(901#1)的所有數據進行解交織，并且能夠在解交 織處理的完畢之后立即通過行/列處理運算單元#1 (507#1)進行行/列處理運算。
然后，如圖19的(d)那樣，從行/列處理運算單元#1 (507#1)開始行/列處理運 算后隔開某個一定的時間間隔(相當于在圖14中，從行/列處理運算單元#1開始組G1的 處理到行/列處理運算單元#2開始組Gl的處理為止的時間間隔)，行/列處理運算單元 #2 (507#2)開始行/列處理運算。行/列處理運算單元#2至行/列處理運算單元#Z也隔 開一定的時間間隔而依序開始行/列運算。 圖19的(e)表示在接收完畢圖18的塊#2 (901#2)后對塊#2 (901#2)的數據進行 解交織的情況。也就是說，在"H"區間中，對塊_#2(901#2)的數據進行解交織。
由圖19的(a)和圖19的(e)可知，能夠在塊#2 (901#2)的接收完畢之后，立即通 過解交織器213(圖9)對塊#2(901#2)的所有數據進行解交織。
另外，當然，在塊#2(901#2)的數據的解交織完畢前，圖13的行/列處理運算單元 #k(k= 1、2、…、Z)能夠進行行/列處理的數據限定于塊#1(901#1)的數據。
如上說明，根據本實施方式，在進行LDPC-CC的編碼的發送裝置中，將一幀內的數 據碼元區間分割為兩個以上的塊，由"(階數+1) XN(N :自然數)XM(M :自然數)"比特構成 一個塊的數據，并在塊內進行交織，由此能夠縮短接收端的解碼處理所造成的運算的延遲。 對在接收端進行如實施方式1或實施方式2中說明那樣的BP解碼的情況特別有效。
在本實施方式中，以LDPC-CC為例進行了說明，但例如在對非專利文獻8所示的巻 積碼生成校驗矩陣H，并進行BP解碼時也能夠同樣地實施。 另外，在本實施方式中，說明了將本發明的發送方法和發送裝置適用于進行 LDPC-CC的編碼和LDPC-CC的BP解碼的系統的情況，但本發明的發送方法和發送裝置并不 限于此，也能夠適用于例如非專利文獻8所示的巻積碼。也就是說，也能夠將本實施方式的 發送方法和發送裝置適用于生成有關非專利文獻8所示的巻積碼的校驗矩陣H并進行BP 解碼的情況。此時，也能夠獲得與上述的實施方式相同的效果。 另外，在本實施方式中，以進行BPSK的情況為例進行了說明，但本發明并不限于 此，在使用QPSK、16QAM、64QAM等其他的調制方式時也能夠同樣地實施。
(其他實施方式) 這里，說明對使用了與到此為止所說明的LDPC-CC校驗矩陣不同形的校驗矩陣的 LDPC-CC的實施方法。這里，尤其是，詳細地說明對使用了如非專利文獻2所示那樣，在原模 圖和特定的位置中存在"l"的校驗矩陣的LDPC-CC的實施方法。 圖20表示一例LDPC-CC的校驗矩陣H。圖20中的以虛線包圍的矩陣Hnp被稱為原
模圖。校驗矩陣H以原模圖H即為基礎而構成。也就是說，原模圖Hnp為用于構成LDPC-CC
的transposed parity check matrix (轉置奇偶校驗矩陣)。另外，除了原模圖Hnp之外，
校驗矩陣H另外根據特定的規則，配置了"1"(圖20的以圓圈包圍的"l")另外，如圖20
那樣，將發送序列(編碼后的數據)表示為nk(k:自然數)。 在本實施方式中，如圖21那樣地分割校驗矩陣H。分割的規則如下。 1)原模圖H即的列數為4，所以每四列地劃分校驗矩陣H的列。另外，在圖21中，
作為一例，每"原模圖的列數"地進行劃分，但每"(原模圖的列數)XN(N :自然數)"地進行
劃分即可。 2)原模圖H即的行數為3，所以每三行地劃分校驗矩陣H的行。另外，在圖21中， 作為一例，每"原模圖的行數"地進行劃分，但每"(原模圖的行數)XM(M :自然數)"地進行 劃分即可。 根據以上的規則1)和規則2)劃分校驗矩陣H。然后，若將由此劃分所形成的原 模圖作為行處理運算和列處理運算的處理單位，以如圖6或圖7所示的處理步驟進行BP解 碼，則能夠獲得與實施方式1或實施方式2中說明了的效果相同的效果。也就是說，對于使 用了如圖20那樣地在原模圖和特定的位置中存在"l"的校驗矩陣的LDPC-CC，通過如上述 規則1)和規則2)那樣地分割校驗矩陣H，也能夠進行實施方式1和實施方式2中說明了的 BP解碼，能夠獲得同樣的效果。 另外，為了在使用了如圖20那樣地在原模圖H即和特定的位置中存在"l"的校驗 矩陣的LDPC-CC時，與實施方式3同樣地縮短接收端的解碼處理所造成的運算的延遲，在發
21送端進行如下的交織處理即可。也就是說，將一幀內的數據碼元區間分割為兩個以上的塊， 由構成校驗矩陣H的原模圖Hnp的列數XN(N:自然數)比特構成一塊的數據，并在塊內進 行交織即可。 本發明并不限于上述實施方式，而是可以進行各種變更來實施。例如，在上述實施 方式中，主要說明了以硬件來實現本發明的情況，但也可以以軟件來實現本發明。例如，也 可以將進行本發明的方法的程序預先存儲在ROM (Read Only Memory,只讀存儲器)中，通過 CPU (Central Processor Unit，中央處理器)使該程序動作。 另外，在上述實施方式中，主要以將本發明適用于進行單載波傳輸的發送裝置和 接收裝置(圖8和圖9)的情況為例進行了說明，但本發明并不限于此，也能夠適用于并用 了 OFDM等多載波傳輸方式或頻譜擴頻通信方式的傳輸方式。 2007年8月31日提交的特愿第2007-226822號的日本專利申請所包含的說明書、
附圖以及說明書摘要的公開內容，全部引用于本申請。
工業實用性 本發明能夠廣泛地適用于使用了 LDPC-CC或巻積碼的無線系統。
權利要求
解碼方法，對卷積碼進行置信傳播解碼，包括使用校驗矩陣進行行處理運算和列處理運算的運算步驟；以及使用所述運算步驟中的運算結果估計碼字的步驟，在基于所述校驗矩陣的校驗式的階數為D，而且所述校驗矩陣的第.j+1行的校驗式與第j行的校驗式之間的關系為移位了相當于n比特的關系時，在所述運算步驟中，將所述校驗矩陣的列按每“(D+1)×N”劃分、并且將所述校驗矩陣的行按每“(D+1)×N/n”劃分所形成的原模圖，作為所述行處理運算和列處理運算的處理單位來進行運算，其中，N為自然數。
2. 如權利要求1所述的解碼方法，所述巻積碼為低密度奇偶校驗巻積碼。
3. 如權利要求1所述的解碼方法，所述運算步驟還包括依次運算步驟，依次進行已被分割為多個組的、所述原模圖單位的行處理運算和列處理運算；以及并行運算步驟，錯開時間且并行進行多個所述依次運算。
4. 如權利要求2所述的解碼方法，所述運算步驟還包括依次運算步驟，依次進行已被分割為多個組的、所述原模圖單位的行處理運算和列處理運算；以及并行運算步驟，錯開時間且并行進行多個所述依次運算。
5. 解碼裝置，對低密度奇偶校驗巻積碼進行置信傳播解碼，包括行處理運算單元，使用校驗矩陣進行行處理運算；列處理運算單元，使用所述校驗矩陣進行列處理運算；以及判定單元，使用所述行處理運算單元和所述列處理運算單元中的運算結果，估計碼字，在基于所述校驗矩陣的校驗式的階數為D，而且所述校驗矩陣的第j+1行的校驗式與第j行的校驗式之間的關系為移位了相當于n比特的關系時，所述行處理運算單元和所述列處理運算單元將所述校驗矩陣的列按每"(D+l) XN"劃分、并且將所述校驗矩陣的行按每"(D+l) XN/n"劃分所形成的原模圖，作為所述行處理運算和列處理運算的處理單位來進行運算，其中，N為自然數。
6. 低密度奇偶校驗巻積碼的交織方法，在基于校驗矩陣的校驗式的階數為D，而且所述校驗矩陣的第j+1行的校驗式與第j行的校驗式之間的關系為移位了相當于n比特的關系時，將一幀內的數據區間分割為兩個以上的i央，由"(D+l) XN"比特構成一個塊的數據，并在該塊內進行交織，其中，N為自然數。
7. 發送裝置，包括編碼單元，進行低密度奇偶校驗巻積碼編碼；以及交織單元，對所述編碼單元獲得的編碼數據進行交織，所述交織單元在基于校驗矩陣的校驗式的階數為D，而且所述校驗矩陣的第j+1行的校驗式與第j行的校驗式之間的關系為移位了相當于n比特的關系時，將一幀內的編碼數據區間分割為兩個以上的塊，由"(D+l) XN"比特構成一個塊的數據，并在該塊內進行交織， 其中，N為自然數。
全文摘要
公開了能夠進行高速的解碼動作的解碼裝置。在解碼單元(215)中，在基于校驗矩陣H的校驗式的階數為D，所述校驗矩陣H的第j+1行的校驗式與第j行的校驗式之間的關系為移位了相當于n比特的關系時，行處理運算單元(405#1)至行處理運算單元(405#3)以及列處理運算單元(410#1)至列處理運算單元(410#3)，將校驗矩陣的列按每“(D+1)×N(N自然數)”劃分、并且將校驗矩陣的行按每“(D+1)×N/n”劃分所形成的原模圖，作為行處理運算和列處理運算的處理單位來進行運算。
文檔編號H03M13/23GK101785188SQ20088010409
公開日2010年7月21日 申請日期2008年8月29日 優先權日2007年8月31日
發明者岡村周太, 折橋雅之, 村上豐 申請人:松下電器產業株式會社