專利名稱：編碼和解碼通信系統中的信道的設備和方法
技術領域：
本發明一般地涉及使用低密度奇偶校驗檢查(LDPC)碼的通信系統，更具體地，涉及用于產生特殊類型的LDPC碼的信道編碼/解碼設備和方法。
背景技術：
在無線通信系統中，由于信道中的多種噪音、衰落現象和碼間干擾(ISI)，鏈路性能顯著降低。因此，為了實現要求高的數據吞吐量和可靠性的高速數字通信系統，例如下一代移動通信、數字廣播和移動互聯網，需要開發ー種用于克服噪聲、衰落和ISI的技木。近來，對涉及糾錯碼在通過有效恢復失真的信息來提高通信可靠性中的使用，進行了深入的研究。LDPC碼，首先由Gallager在二十世紀六十年代提出，由于其不能夠被過去的技術所解決的復雜的實現，LDPC碼一直未被充分利用。然而，由Berrou、Glavieux和Thitimajshima于1993年發現的Turbo碼，展示出接近Shannon信道極限的性能。這樣，已經對重復解碼和基于圖形的信道編碼以及對Turbo碼的性能和特性的分析進行了研究。由于該研究，LDPC碼在二十世紀九十年代后期被重新研究，證明如果通過應用基于在對應于LDPC碼的Tanner圖(因子圖的特殊情況)上的和積(sum-product)算法的重復解碼,對LDPC碼進行解碼，則LDPC碼具有接近Shannon信道極限的性能。LDPC碼通常使用圖形表示技術來表示，基于圖形理論、代數和概率論的方法，能夠分析很多特性。通常，信道碼的圖模型對碼的說明有益。通過將編碼的比特上的信息映射到圖形中的頂點(vertex)并且通過將比特之間的關系映射到圖形的邊(edge)，有可能考慮如下的通信網絡:在該通信網絡中頂點通過邊交換預定的消息。這使得有可能導出自然的解碼算法。例如，從被作為ー種圖形的格子(trellis)中導出的解碼算法能夠包括公知的 Viterbi 算法和 Bahl> Cocke、Jelinek 和 Raviv (BCJR)算法。LDPC碼通常定義為奇偶校驗檢查矩陣,能夠利用二分圖(bipartite graph)表示，該二分圖指Tanner圖。在構成圖形的二分圖頂點中，圖形分成兩個不同的類型，LDPC碼由頂點組成的二分圖表示，一些二分圖命名為變量節點，其他的二分圖命名為檢查節點。變量節點一対一映射到編碼的比特。參考
圖1和圖2，將說明用于LDPC碼的圖形表示方法。圖1示出由4行8列組成的LDPC碼的奇偶校驗檢查矩陣H1的例子。參考圖1，由于列的數目為8，LDPC碼產生8位長的碼字(codeword)，列映射到8個編碼的比特。圖2為說明對應于圖1的H1的Tanner圖的圖。參考圖2，LDPC 碼的 Tanner 圖由 8 個變量節點 X1 (202)，X2 (204)，X3 (206)，X4 (208),X5(210), X6(212), X7(214)和 x8(216)和 4 個檢查節點 218、220、222 和 224 組成。LDPC 碼的奇偶校驗檢查矩陣H1的第i列和第j行分別映射到變量節點Xi和第j個檢查節點。此夕卜，值1，即，非零值，位于LDPC碼的奇偶校驗檢查矩陣H1的第i列和第j行相互交叉的點上，指出在如圖2所示的Tanner圖上的變量節點Xi和第j個檢查節點之間存在邊。在LDPC碼的Tanner圖中，變量節點和檢查節點的度定義為連接到每個各自節點的邊的數目，度等于對應于LDPC碼的奇偶校驗檢查矩陣中關聯的節點的列或行中的非零輸入的數目。例如，在圖 2 中，變量節點 X1 (202)，X2 (204)，X3 (206)，X4 (208)，X5 (210)，X6 (212)，x7(214)和 X8(216)的度分別為 4、3、3、3、2、2、2 和 2，檢查節點 218、220、222 和 224 的度分別為6、5、5和5。此外，圖1的奇偶校驗檢查矩陣H1的列(其對應于圖2的變量節點)中的非零輸入的數目，等于其度4、3、3、3、2、2、2和2。圖1的奇偶校驗檢查矩陣H1的行(其對應于圖2的檢查節點)中的非零輸入的數目，等于其度6、5、5和5。為了表達LDPC碼的節點的度分布，度_i (degree-1)變量節點的數目與變量節點的總數目的比率定義為，度_j (degree-j)檢查節點的數目與檢查節點的總數目的比率定義為例如，對于對應于圖1和圖2的LDPC碼，f2=4/8, fs=3/8, f4=l/8,當iデ2，3，4時も=0ボ5=3/4，g6=l/4,當jデ5，6時gj=0。當LDPC碼的長度，S卩，列的數目，限定為N,行的數目限定為N/2，具有上述度分布的整體奇偶校驗檢查矩陣中的非零輸入的密度如公式(I)計算。
權利要求
1.ー種用于解碼使用低密度奇偶校驗檢查LDPC碼的通信系統中的信道的方法，包括下述步驟: 提取LDPC碼的奇偶校驗檢查矩陣；和 利用所述提取的奇偶校驗檢查矩陣，執行LDPC解碼； 其中碼率為3/5而且碼字長度為16200，如下表所定義地形成所述奇偶校驗檢查矩陣:
2.如權利要求1所述的方法，其中所述奇偶校驗檢查矩陣具有通過將對應于信息字的列分成組而具有的多個列組，每個列組具有預定數目的列；并且 其中所述表中的每一行包括序列信息，所述序列信息指出其中‘I’位于所述奇偶校驗檢查矩陣的對應的列組的行的位置。
3.ー種用于解碼使用低密度奇偶校驗檢查LDPC碼的通信系統中的信道的方法，包括下述步驟: 提取LDPC碼的奇偶校驗檢查矩陣；和 利用所提取的奇偶校驗檢查矩陣，執行LDPC解碼； 其中碼率為3/5而且碼字長度為64800，如下表所定義地形成所述奇偶校驗檢查矩陣:
4.ー種用于解碼使用低密度奇偶校驗檢查LDPC碼的通信系統中的信道的方法，包括下述步驟: 提取所述LDPC碼的奇偶校驗檢查矩陣；和 利用所提取的奇偶校驗檢查矩陣，執行LDPC解碼； 其中碼率為2/3而且碼字長度為64800，如下表所定義地形成所述奇偶校驗檢查矩陣:
5.ー種用于解碼使用低密度奇偶校驗檢查LDPC碼的通信系統中的信道的設備，包括: 用于讀取奇偶校驗檢查矩陣的LDPC碼奇偶校驗檢查矩陣提取器；和 用于利用所述讀取的奇偶校驗檢查矩陣執行LDPC解碼的LDPC解碼器； 其中碼率為3/5而且碼字長度為16200，如下表所定義地形成所述奇偶校驗檢查矩陣:
6.如權利要求5所述的設備，其中所述奇偶校驗檢查矩陣具有通過將對應于信息字的列分成組而具有的多個列組，每個列組具有預定數目的列；并且 其中所述表中的每一行包括序列信息，所述序列信息指出其中‘I’位于所述奇偶校驗檢查矩陣的對應的列組的行的位置。
7.ー種用于解碼使用低密度奇偶校驗檢查LDPC碼的通信系統中的信道的設備，包括: 用于讀取奇偶校驗檢查矩陣的LDPC碼奇偶校驗檢查矩陣提取器；和 用于利用所述讀取的奇偶校驗檢查矩陣，執行LDPC解碼的LDPC解碼器； 其中碼率為3/5而且碼字長度為64800，如下表所定義地形成所述奇偶校驗檢查矩陣:
8.—種用于解碼使用低密度奇偶校驗檢查LDPC碼的通信系統中的信道的設備，包括: 用于讀取奇偶校驗檢查矩陣的LDPC碼奇偶校驗檢查矩陣提取器；和 用于利用所述讀取的奇偶校驗檢查矩陣，執行LDPC解碼的LDPC解碼器； 其中碼率為2/3而且碼字長度為64800，如下表所定義地形成所述奇偶校驗檢查矩陣:
全文摘要
本發明提供了一種用于產生低密度奇偶校驗檢查(LDPC)碼的奇偶校驗檢查矩陣的設備和方法。一種用于解碼使用低密度奇偶校驗檢查LDPC碼的通信系統中的信道的方法，提取LDPC碼的奇偶校驗檢查矩陣；利用所述提取的奇偶校驗檢查矩陣，執行LDPC解碼，其中碼率為3/5而且碼字長度為16200。
文檔編號H03M13/11GK103138768SQ20131002748
公開日2013年6月5日 申請日期2009年2月18日 優先權日2008年2月18日
發明者明世澔, 鄭鴻實, 金慶中, 梁賢九, 梁景喆, 金宰烈, 權桓準, 林妍周, 尹圣烈, 李學周 申請人:三星電子株式會社, 浦項工科大學校 產學協力團