用于对低密度奇偶校验码编码的方法技术

一种用于对低密度奇偶校验（ＬＤＰＣ）码编码的设备和方法。用于生成由信息部分矩阵和奇偶部分矩阵形成的低密度奇偶校验码的方法包括以下步骤：将信息部分矩阵转换为阵列码结构，并对每个子矩阵列分配等级序列；扩展与奇偶部分矩阵相对应的双对角线矩阵，使得对角线之间的偏移值具有随机值；提升正规化的双对角线矩阵；对于提升的正规化双对角线矩阵的每个子矩阵确定用于循环列移位的偏移值；以及确定与奇偶部分矩阵的列相对应的奇偶码元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及用于对数据编码的方法，并且，特别涉及用于对低密度奇偶校验(LDPC)码编码的方法。
技术介绍
通常，通信系统在传送之前对传送数据编码，以增加传送的稳定性，并且防止过多的重新传送，以增加传送效率。为对传送数据编码，移动通信系统使用卷积编码、透平(turbo)编码、以及准互补透平编码(QCTC)。上述编码方案的使用有助于增加数据传送的稳定性以及传送效率。近来，无线通信系统正在发展为能够以非常高的速度传送数据的高级无线通信系统。高级无线通信系统期望以较高的速度传送数据。因而，存在对能够得到比上述当前编码方案的效率更高效率的高级编码方案的需求。提供了低密度奇偶校验(LDPC)编码，作为用来满足该需求的新编码方案。下面，将在此描述低密度奇偶校验码的详细描述。在20世纪60年代早期，首先由Gallager提出低密度奇偶校验码，并且，在20世纪90年代后期，由MacKay重新研究低密度奇偶校验码。由MacKay重新研究的低密度奇偶校验码基于和积算法。由于置信度传播(belief propagation)解码的使用，作为能够显示出接近香农(Shannon)容量极限的优异性能的码，低密度奇偶校验码已开始吸引公众的注意。之后，Richardson和Chung提出了一种密度演化(density evolution)技术，用于根据在对构成低密度奇偶校验码的因子图(factor graph)解码期间生成和更新的消息的概率分布的迭代(iteration)，而跟踪变化。对于密度演化技术和对非循环(cycle-free)因子图的无限迭代，Richardson和Chung专利技术了能够允许误差概率收敛到“0”的信道参数(或阈值)。也就是说，Richardson和Chung提出了能够使因子图上的可变节点和校验节点的信道参数最大化的等级分布。另外，Richardson和Chung在理论上示出了即使对于存在循环的有限长度的LDPC码，也可适用这样的情况。另外，Richardson和Chung示出了使用密度演化技术，不规则LDPC码的理论信道容量可与香农容量极限接近至仅0.0045dB。具体地，引领LDPC码的设计和硬件(H/W)的实现的Flarion公司已提出了能够实现并行解码器的多边沿(multi-edge)型向量LDPC码，其中，即使对于具有短长度的LDPC码来说，所述并行解码器也具有比透平码的帧误码率更低的帧误码率。LDPC码被认为是在下一代移动通信系统中对透平码的强有力的取代。这是由于LDPC码对于解码器实现的并行结构和低复杂度、以及与性能有关的低误差下限(floor)和良好的帧误码率。因此，期望未来的研究将提供具有更佳特性的LDPC码。然而，在实现中，当前的LDPC码在编码过程中比透平码更为复杂，并需要能够在短帧大小下提供比透平码更佳的性能的优化码的结构。尽管已对解决此问题而做出了积极的研究，但仍未提出能够对优化LDPC码编码的方案。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的在于提供具有简单编码过程的LDPC编码方法。本专利技术的另一个目的在于提供具有在短的帧大小下的改进性能的LDPC编码方法。为实现以上和其它目的，提供了一种方法，用于生成由信息部分矩阵和奇偶部分矩阵组成的低密度奇偶校验码。该方法包括以下步骤将信息部分矩阵改变为阵列码结构，并对每个子矩阵列分配等级序列；扩展奇偶部分矩阵，使得在作为奇偶部分矩阵的一般化(generalized)双对角线矩阵中，对角线之间的偏移值具有预定值；提升一般化双对角线矩阵；对于提升的一般化双对角线矩阵的每个子矩阵确定用于循环列移位的偏移值；以及执行用于确定与奇偶部分矩阵的列相对应的奇偶码元的编码过程。优选地，等级序列由D＝组成，并且在一般化双对角线矩阵中，对角线之间的偏移值与列数互质。优选地，在作为奇偶部分矩阵的一般化双对角线矩阵中用于对角线上的子矩阵的循环行移位的偏移值的和与用于偏移对角线上的子矩阵的循环行移位的偏移值的和之间的差不为0。优选地，编码过程包括以下过程(a)确定奇偶部分矩阵的对角线上具有子矩阵列索引0的子矩阵中的第一行的奇偶码元；(b)设置与所确定的、偏移对角线上的子矩阵中的子矩阵中的列索引中的奇偶码元相等的奇偶码元的子矩阵中的行索引，其中所述偏移对角线具有与所设置的奇偶码元的子矩阵列索引相同的子矩阵列索引；(c)确定具有对角线上的子矩阵中的所设置的子矩阵中的相同行索引的奇偶码元，其中所述对角线具有与偏移对角线上的子矩阵的子矩阵行索引相同的子矩阵行索引；以及(d)重复执行步骤(b)和(c)，直到完成奇偶矩阵的生成为止。优选地，在步骤(a)中，通过存在于与确定了其奇偶码元的子矩阵中的行索引相同的行中的信息部分矩阵的信息码元的和，来确定奇偶码元。附图说明从下面与附图相结合的详细描述中，本专利技术的以上和其它目的、特征、以及优点将变得更为清楚，附图中图1是图解用于常规(p，r)阵列码的奇偶校验矩阵的图；图2是图解在将存在于特定列中的1的最大数目定义为dv、将这样的子矩阵列的数目定义为nv、且存在于其余子矩阵列中的1的数目总为3的情况下的矩阵Hd的例子的图；图3是图解不规则重复累积码的因子图结构的图；图4是图解具有不规则重复累积码的低密度奇偶校验码的矩阵的图；图5是图解奇偶矩阵的图，其中，双对角线矩阵的偏移值“f”被提升到特定值；图6是图解图5的编码过程中依次计算P0、Pr-f、Pr-2f的值的过程的图；图7是图解以在章节A中描述的方法生成的奇偶校验矩阵的信息部分Hd的例子的图，其中，最大可变节点等级为15；图8是图解通过以用3×3单位矩阵或3×3“0”矩阵来替代4×4矩阵中的每个元素的方法、对基本4×4矩阵进行矩阵提升(matrix-lifting)而得到的12×12矩阵的图；图9是图解通过用p×p循环排列子矩阵来进行矩阵提升而构造的奇偶矩阵Hp的图；图10是图解根据本专利技术的优选实施例用于生成奇偶部分的矩阵的方法的流程图； 图11是图解对于r＝15、f＝7且p＝89而提升的一般化的双对角线矩阵的奇偶矩阵的图；图12是图解用于证明本专利技术的效率的迭代(iterative)置信度传播解码过程的流程图；图13A是图解对于n＝870且p＝29的信息部分Hd的矩阵的例子的图；图13B是图解对于n＝870且p＝29的奇偶部分Hp的矩阵的例子的图；图13C是图解低密度奇偶校验码和透平码之间的比较的仿真结果图；图14A是图解对于n＝1590且p＝53的信息部分Hd的矩阵的例子的图；图14B是图解对于n＝1590且p＝53的奇偶部分Hp的矩阵的例子的图；图14C是图解低密度奇偶校验码和透平码之间的比较的仿真结果图；图15A是图解对于n＝3090且p＝103的信息部分Hd的矩阵的例子的图；图15B是图解对于n＝3090且p＝103的奇偶部分Hp的矩阵的例子的图；图15C是图解低密度奇偶校验码和透平码之间的比较的仿真结果图；图16A是图解对于n＝7710且p＝257的信息部分Hd的矩阵的例子的图；图16B是图解对于n＝7710且p＝257的奇偶部分Hp的矩阵的例子的图；图16C是图解低密度奇偶校验码和透平码之间的比较的仿真结果图；和图16D是根据迭代次数的变化的低密度奇偶校验码的仿真结果图。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成由信息部分矩阵和奇偶部分矩阵组成的低密度奇偶校验码的方法，包括以下步骤：将信息部分矩阵改变为阵列码结构，并对每个子矩阵列分配等级序列；扩展奇偶部分矩阵，使得在作为奇偶部分矩阵的一般化双对角线矩阵中，对角线之间的偏移值具有预定值；提升一般化双对角线矩阵；对于提升的一般化双对角线矩阵的每个子矩阵确定用于循环列移位的偏移值；以及执行用于确定与奇偶部分矩阵的列相对应的奇偶码元的编码过程。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳南烈，金闵龟，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]