数据处理装置以及数据处理方法制造方法及图纸

本技术涉及数据处理装置和数据处理方法，其能够提供具有良好差错率的LDPC码。这个LDPC编码器以64800位的码长以及以12/30、13/30、14/30、15/30、16/30或者17/30的LDPC编码率进行编码。该LDPC码包含信息位和奇偶校验位，并且校验矩阵(H)由与LDPC码的信息位相对应的信息矩阵部以及与奇偶校验位相对应的奇偶矩阵部构成。校验矩阵(H)的信息矩阵部由校验矩阵初始值表表示，该校验矩阵初始值表表示针对每360行的信息矩阵部的一元素的位置。在执行LDPC编码和LDPC解码时可以应用本技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数据处理装置以及数据处理方法
本公开涉及数据处理装置以及数据处理方法，并且例如，尤其涉及一种可以提供优异的误码率的LDPC码的数据处理装置以及数据处理方法。
技术介绍
LDPC(低密度奇偶校验)码具有高纠错(errorcorrection)功能，并且近年来广泛地用于传输系统中，该传输系统包括卫星数字广播，诸如在欧洲执行的DVB(数字视频广播)-S.2(例如，参照非专利文献1)。另外，研究将LDPC码用于诸如DVB-T.2的下一代地面数字广播。通过最新的研究，众所周知，与涡轮码(turbocode)一样，在码长增大时，从LDPC码获得接近香农极限的性能。由于LDPC码具有最短距离与码长成比例的性能，所以作为其特征，LDPC码具有以下优点：块错误概率特征是优异的并且很少生成在涡轮码的解码特征中观察到的所谓错误平层现象。在后文中，将具体描述LDPC码。LDPC码是线性代码，并且LDPC码不需要是二进制代码。然而，在这种情况下，假设LDPC码是二进制代码。LDPC码的最大特征在于限定LDPC码的奇偶校验矩阵是稀疏的。在这种情况下，稀疏矩阵是其中矩阵的元素的“1”的数量非常少(大部分元素是0的矩阵)的矩阵。图1示出了LDPC码的奇偶校验矩阵H的实例。在图1的奇偶校验矩阵H中，各列的权重(weight)(列权重)(“1”的数量)变成“3”并且各行的权重(行权重)变成“6”。在使用LDPC码进行编码(LDPC编码)时，例如，基于奇偶校验矩阵H生成生成矩阵G，并且该生成矩阵G乘以二进制信息位，使得生成码字(codeword)(LDPC码)。具体而言，执行LDPC编码的编码装置首先计算生成矩阵G，其中，在奇偶校验矩阵H的转置矩阵HT与生成矩阵G之间表达式GHT＝0成立。在这种情况下，在生成矩阵G是K×N矩阵时，编码装置使生成矩阵G乘以包括K位的信息位的位串(向量u)，并且生成包括N位的码字c(＝uG)。通过预定的通信路径在接收侧接收由编码装置生成的码字(LDPC码)。由Gallager提出的被称为概率解码的算法可以将LDPC码解码，即，在所谓的Tanner图上使用置信传播(beliefpropagation)的消息传递算法，包括变量节点(variablenode)(还被称为消息节点(messagenode))和校验节点。在后文中，变量节点和校验节点被适当地简称为节点。图2示出了LDPC码的解码的顺序。在后文中，通过使用对数似然比(loglikelihoodratio)表示由接收侧所接收到的LDPC码(一个码字)的第i个码位的值的“0”的似然而获得的实际值(接收LLR)适当地称为接收值u0i。此外，从校验节点输出的消息被称为uj，并且从变量节点输出的消息被称为vi。首先，在解码LDPC码时，如在图2中所示，在步骤S11中，接收到LDPC码，消息(校验节点消息)uj被初始化为“0”，采用整数作为重复处理的计数器的变量k被初始化为“0”，并且该处理继续进行至步骤S12。在步骤S12中，基于通过接收LDPC码所获得的接收值u0i，通过执行由表达式(1)所表示的运算(变量节点运算)来计算消息(变量节点消息)vi，并且基于消息vi通过执行由表达式(2)所表示的运算(校验节点运算)来计算消息uj。[数学式1][数学式2]在此处，在表达式(1)和表达式(2)中的dv和dc分别是可以任意选择并且表示在奇偶校验矩阵H的纵向(列)和横向(行)中的“1”的数量参数。例如，在如图1中所示，LDPC码((3,6)LDPC码)相对于列权重为3并且行权重为6的奇偶校验矩阵H的情况下，dv＝3和dc＝6成立。在表达式(1)的变量节点运算和表达式(2)的校验节点运算中，由于从用于输出消息的边缘(edge)(将变量节点与校验节点耦合的线路)输入的消息并非运算目标，所以运算范围变成1到dv–1或1到dc–1。通过预先制成由通过相对于两个输入v1和v2输出的一个输出所限定的表达式(3)所表示的函数R(v1,v2)的表，并且如由表达式(4)所表示的连续地(递归地)使用该表来实际执行表达式(2)的校验节点运算。[数学式3]x＝2tanh-1{tanh(v1/2)tanh(v2/2)}＝R(v1，v2)…(3)[数学式4]在步骤S12中，变量k增加1，并且处理继续进入步骤S13。在步骤S13中，确定变量k是否大于预定的重复解码次数C。当在步骤S13中确定变量k不大于C时，处理返回至步骤S12，并且在后文中重复该处理。当在步骤S13中确定变量k大于C时，处理继续进入步骤S14，通过执行由表达式(5)所表示的运算，计算与将最终输出的解码结果相对应的消息vi，并且输出该消息，LDPC码的解码处理结束。[数学式5]在这种情况下，使用来自连接至变量节点的所有边缘的消息uj执行与表达式(1)的变量节点运算不同的表达式(5)的运算。图3示出了(3,6)的LDPC码的奇偶校验矩阵H的一个实例(编码率是1/2并且码长是12)。在图3的奇偶校验矩阵H中，将列的权重设置为3并且将行的权重设置为6，与图1相似。图4示出了图3的奇偶校验矩阵H的Tanner图。在图4中，校验节点由“+”(加号)表示，并且变量节点由“＝”(等号)表示。校验节点和变量节点与奇偶校验矩阵H的行和列相对应。耦合校验节点和变量节点的线路是边缘，并且与奇偶校验矩阵的元素的“1”相对应。即，当奇偶校验矩阵的第j行的第i列的元素是1时，在图4中，通过边缘连接来自上侧的第i个变量节点(“＝”的节点)与来自上侧的第j个校验节点(“+”的节点)。边缘显示了与变量节点相对应的码位具有与校验节点相对应的约束条件。在作为LDPC码的解码方法的和积算法中，重复执行变量节点运算和校验节点运算。图5示出了通过变量节点所执行的变量节点运算。在变量节点中，使用来自连接至变量节点的剩余边缘的消息u1和u2以及接收值u0i，由表达式(1)的变量节点运算计算出于用于计算的边缘对应的消息vi。还由相同的方法计算出与其他边缘相对应的消息。图6示出了通过校验节点所执行的校验节点运算。在这种情况下，可以使用表达式a×b＝exp{ln(|a|)+ln(|b|)}×sign(a)×sign(b)的关系，通过表达式(6)重写表达式(2)的校验节点运算。然而，在x≥0情况下，sign(x)是1，并且在x<0情况下，sign(x)是-1。[数学式6]在x≥0时，如果函数φ(x)被定义为表达式φ(x)＝ln(tanh(x/2))，那么表达式φ-1(x)＝2tanh-1(e-x)成立。为此，表达式(6)可以变换成表达式(7)。[数学式7]在校验节点中，根据表达式(7)执行表达式(2)的校验节点运算。即，在校验节点中，如图6中所示，使用来自连接至校验节点的剩余边缘的消息v1、v2、v3、v4以及v5，通过表达式(7)的校验节点运算计算出与用于计算的边缘相对应的消息uj。还通过相同的方法计算出与其他边缘相对应的消息。表达式(7)的函数φ(x)可以被表示为φ(x)＝ln((ex+1)/(ex-1))，并且在x>0时，满足φ(x)＝φ-1(x)。在函数φ(x)和φ-1(x)被安装到硬件中时，可以使用LUT(查找表)来安装函数φ(x)和φ-1(x)。然而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据处理装置，包括：编码单元，被配置为基于LDPC(低密度奇偶校验)码的奇偶校验矩阵将信息位编码成具有64800位的码长以及12/30的编码率的LDPC码，其中，所述LDPC码包括信息位和奇偶校验位，所述奇偶校验矩阵包括与所述信息位相对应的信息矩阵部以及与所述奇偶校验位相对应的奇偶矩阵部，所述信息矩阵部由奇偶校验矩阵初始值表示出，并且所述奇偶校验矩阵初始值表是每360列示出所述信息矩阵部的1的元素的位置的表并且被表示如下：2455 2650 6184 7016 7280 7409 7507 8261 8591 8829 1127713729 14302 15883 17754 18506 19816 19940 22442 23981 2688126981 28760 29688 31138 31497 32673 35889 37690 3866550 327 3574 4465 5954 9702 10606 11684 11715 12627 1413214951 20099 24111 24283 27026 27473 28162 30076 31032 3147635031 36675 36914 37008 37425 37530 37689 38830 3885659 102 5278 5548 5850 11840 13813 16641 19597 20543 2408824298 25171 25224 26925 28312 28867 31551 31898 32849 3361634486 34562 35252 35931 36107 37950 38494 38537 3854779 2084 2361 2922 3048 3525 5712 9376 10012 10463 1184215200 18443 19223 20476 21361 22584 24343 24594 28001 2830428475 28969 31149 31528 32574 33007 35120 38245 38253821 2803 8187 8501 10063 10497 14472 14570 15613 1846919620 23034 24029 24578 26538 31025 32621 34134 34508 3498835201 35907 36693 36793 37608 37998 38090 38506 38611 386829 50 88 1222 2430 2824 7233 9972 10225 15762 18283 1896120711 28455 29946 32016 35611 35763 37263 37325 38287 3836038416 38471 38518 38551 38643 38759 38763 3881833 38 151 2523 3787 5069 6710 7667 8501 11083 17631 1958924263 24684 24940 28493 30646 31916 33741 35060 35810 3628436394 36400 38209 38312 38340 38782 38825 388588 49 84 381 4009 6978 9983 14028 14051 16325 17393 2432525130 25838 30998 35159 36135 37516 37636 37837 37927 3843338620 38647 38650 38699 38733 38784 38804 3886244 76 4362 4480 8679 8833 13730 16493 16507 22419 2454425614 25671 33032 33120 35219 35986 36415 36505 38169 3817338327 38371 38468 38508 38546 38551 38747 38761 3885316 683 1013 8364 8665 12213 12279 12643 13134 15450 1670317846 20656 21664 22896 23487 25022 32049 32482 33647 3502935197 36636 37162 38376 38408 38430 38520 38721 387343 760 1052 6377 8526 9014 11769 12589 16661 18156 2052121303 23361 27434 32315 34602 34892 35078 35262 35639 3665537893...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.08 JP 2013-0238811.一种数据处理装置，包括：编码单元，被配置为基于低密度奇偶校验码的奇偶校验矩阵将信息位编码成具有64800位的码长N以及22/30的编码率r的低密度奇偶校验码，其中，所述低密度奇偶校验码包括信息位和奇偶校验位，所述信息位包括图像数据和音频数据，所述奇偶校验矩阵包括与所述信息位相对应的M×K维的信息矩阵部以及与所述奇偶校验位相对应的M×M维的奇偶矩阵部，其中，K为信息长度，M为奇偶长度，N＝K+M，以及K＝N×r，所述奇偶矩阵部具有阶梯结构，在所述奇偶矩阵部中，元素“1”是以阶梯方式布置的，所述奇偶矩阵部在第一行的行权重为1、并且在其余行的行权重为2，以及在最末列的列权重为1，并且在其余列的列权重为2，所述信息矩阵部由奇偶校验矩阵初始值表示出，其中，所述奇偶校验矩阵初始值表格是在其第i行示出元素“1”在所述信息矩阵的第1+360×(i－1)列中的位置的表格，并且所述信息矩阵的第2+360×(i－1)列至第360×i列是基于每个第1+360×(i－1)列，通过将各自的在前的列向下循环偏移M/360来确定的，其中1≤i≤K/360，并且所述奇偶校验矩阵初始值表包括：696989123830913116373842696406703380489157102541203316456169124441488654186261073512447131111370614135151951594716453169161713717268401460992114515761678223823204280677010027124861536316714171571161310837274508509253485582772711793125151291713362142471671717205542119068837911834988351048911631141951500915454154821663217040170631748777688050776172977111446127981601616109161711708717132172261337327534624229924610180108451086612250136331448216024168121718617241159802305367459718224114991175211770128971408214836153111639117209039265869869693519391113711405214172146361497416619169611703317237303353176501857910698121681296614019153921580615991164931669017062170909811205440064101100313319134051469515846162971649216563166161686216953172542768869958814062144861547415548163001643217042170501706017175172731807592199601001114305144901487215852160541606116306167991683317136172622826475260176540701682011424514419147161598316569166521717117179172471662251633455229808696861145612210145951580816011164211682517112171952890482159877226882398691246814694153521580516075164621710217251172633751389043825720102811041111350127211312114127149801520215335167351712326302805545766307188747775561106516608168591690916943170301710340452450435566964510204102821169613080148371560716274170341722517266904315762847151798411712128871376715547160991675316829170441725017259731148768334924911267140721455915003152351568616331171771723817253441080668596963110369112491261015769167911696017018170371706217165172042482619691101381160712782127861342413933152621579516476170841719317220881162214705158903042026263860181163426811620172329701117851446317260411810952122241700636471082311521120601717375391991164221871428017220147871690317061381353442943149694783231256216724168817289999715306561513152172605666169261702741907798168314778106291718010001138841545362237820378311514415160918617204172439435171681723742570117159781214259157153945136658389368112731119478517182562016521167291666851724221034521238346614462162501054812633139621452600516453224120136845195115631652255181670517201122331455215471606713440172488660896717061867312176150515959157671654132441210912414311591316323327015686166532473461467512153187406228756516667169361712217162486884511318337144451169191131313801171321707017191172421911112011718614171901725411760160081683214543170331727816129167651715568911556117007127411474417116899216661172771861111301674248221333116192132811402714989381488717141106981345215674425391687785717170172491144911906128672851411816831151911721417242397281691524691296915579166441715117164259282801044892361243117173906416892172334526161461703831211616083158371695117031536283821661861371319917221284115068170682436201700398801571816764178410240172092731102931084631218723165988563156621708813116714676291385015963365475538114234362148654434147411668883621390117244136871673617232464229133941316916383169721603116681169523384989412580984114414161655013170991711521308941172666907154281724116186017235215116014166431495415958172223969841915116311559316984115141660517255。2.根据权利要求1所述的数据处理装置，其中，所述信息位包括电视广播节目数据。3.根据权利要求2所述的数据处理装置，其中，所述装置被配置为经由地面链路发送所述低密度奇偶校验。4.根据权利要求1所述的数据处理装置，其中，所述装置被配置为经由卫星链路发送所述低密度奇偶校验。5.一种数据处理方法，包括：编码步骤，基于低密度奇偶校验码的奇偶校验矩阵将信息位编码成具有64800位的码长N以及22/30的编码率r的低密度奇偶校验码，其中，所述低密度奇偶校验码包括信息位和奇偶校验位，所述信息位包括图像数据和音频数据，所述奇偶校验矩阵包括与所述信息位相对应的M×K维的信息矩阵部以及与所述奇偶校验位相对应的M×M维的奇偶矩阵部，其中，K为信息长度，M为奇偶长度，N＝K+M，以及K＝N×r，所述奇偶矩阵部具有阶梯结构，在所述奇偶矩阵部中，元素“1”是以阶梯方式布置的，所述奇偶矩阵部在第一行的行权重为1、并且在其余行的行权重为2，以及在最末列的列权重为1，并且在其余列的列权重为2，所述信息矩阵部由奇偶校验矩阵初始值表示出，其中，所述奇偶校验矩阵初始值表是在其第i行示出元素“1”在所述信息矩阵的第1+360×(i－1)列中的位置的表，并且所述信息矩阵的第2+360×(i－1)列至第360×i列是基于每个第1+360×(i－1)列，通过将各自的在前的列向下循环偏移M/360来确定的，其中1≤i≤K/360，并且所述奇偶校验矩阵初始值表：696989123830913116373842696406703380489157102541203316456169124441488654186261073512447131111370614135151951594716453169161713717268401460992114515761678223823204280677010027124861536316714171571161310837274508509253485582772711793125151291713362142471671717205542119068837911834988351048911631141951500915454154821663217040170631748777688050776172977111446127981601616109161711708717132172261337327534624229924610180108451086612250136331448216024168121718617241159802305367459718224114991175211770128971408214836153111639117209039265869869693519391113711405214172146361497416619169611703317237303353176501857910698121681296614019153921580615991164931669017062170909811205440064101100313319134051469515846162971649216563166161686216953172542768869958814062144861547415548163001643217042170501706017175172731807592199601001114305144901487215852160541606116306167991683317136172622826475260176540701682011424514419147161598316569166521717117179172471662251633455229808696861145612210145951580816011164211682517112171952890482159877226882398691246814694153521580516075164621710217251172633751389043825720102811041111350127211312114127149801520215335167351712326302805545766307188747775561106516608168591690916943170301710340452450435566964510204102821169613080148371560716274170341722517266904315762847151798411712128871376715547160991675316829170441725017259731148768334924911267140721455915003152351568616331171771723817253441080668596963110369112491261015769167911696017018170371706217165172042482619691101381160712782127861342413933152621579516476170841719317220881162214705158903042026263860181163426811620172329701117851446317260411810952122241700636471082311521120601717375391991164221871428017220147871690317061381353442943149694783231256216724168817289999715306561513152172605666169261702741907798168314778106291718010001138841545362237820378311514415160918617204172439435171681723742570117159781214259157153945136658389368112731119478517182562016521167291666851724221034521238346614462162501054812633139621452600516453224120136845195115631652255181670517201122331455215471606713440172488660896717061867312176150515959157671654132441210912414311591316323327015686166532473461467512153187406228756516667169361712217162486884511318337144451169191131313801171321707017191172421911112011718614171901725411760160081683214543170331727816129167651715568911556117007127411474417116899216661172771861111301674248221333116192132811402714989381488717141106981345215674425391687785717170172491144911906128672851411816831151911721417242397281691524691296915579166441715117164259282801044892361243117173906416892172334526161461703831211616083158371695117031536283821661861371319917221284115068170682436201700398801571816764178410240172092731102931084631218723165988563156621708813116714676291385015963365475538114234362148654434147411668883621390117244136871673617232464229133941316916383169721603116681169523384989412580984114414161655013170991711521308941172666907154281724116186017235215116014166431495415958172223969841915116311559316984115141660517255。6.根据权利要求5所述的数据处理方法，其中，所述信息位包括电视广播节目数据。7.根据权利要求5所述的数据处理方法，其中，所述方法包括经由地面链路发送所述低密度奇偶校验。8.根据权利要求5所述的数据处理方法，其中，所述方法包括经由卫星链路发送所述低密度奇偶校验。9.一种数据处理装置，包括：解码单元，被配置为基于低密度奇偶校验码的奇偶校验矩阵解码具有64800位的码长N以及22/...

【专利技术属性】
技术研发人员：篠原雄二，山本真纪子，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP