数据处理设备和数据处理方法技术

本发明专利技术涉及一种可提高对ＬＤＰＣ码的码位的误差（例如突发误差或擦除）的容限的数据处理设备和数据处理方法。ＬＤＰＣ编码部２１根据奇偶校验矩阵执行ＬＤＰＣ编码并输出ＬＤＰＣ码，其中在奇偶校验矩阵中作为对应于ＬＤＰＣ（低密度奇偶校验）码的奇偶位的部分的奇偶矩阵具有阶梯结构。奇偶交织器２３执行如下奇偶交织：将从ＬＤＰＣ编码部２１输出的ＬＤＰＣ码的奇偶位交织到其他奇偶位的位置。本发明专利技术可以应用于例如发送ＬＤＰＣ码的发送设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，并且特别地涉及使得有可能提高 对于例如LDPC (低密度奇偶校验)码的突发误差或擦除的容限的数据处理设备和数据处理 方法。
技术介绍
LDPC码具有高误差校正能力，并且，近年来开始在包括卫星数字广播系统(例如 欧洲使用的DVB-S.2系统)的发送系统中广泛采用(参考例如非专利文献1)。此外，还研 究出在下一代的陆地数字广播中采用LDPC码。最近的研究发现随着与turbo码等类似地增加LDPC码长度，LDPC码提供了与香农 极限接近的性能。此外，由于LDPC码具有最小距离与码长度成比例增加的性质，因此LDPC 码具有如下特性LDPC码具有优良的块误差概率特性。而且，在turbo码等的解码特性中 观察到的所谓误差底限(error floor)现象几乎不发生，这是有利的。以下，具体说明上述LDPC码。应注意LDPC码是线性码，尽管不一定是二维码，以 下说明假定其是二维码而给出。LDPC码的最显著的特征在于限定LDPC码的奇偶校验矩阵是稀疏矩阵。在此，稀疏 矩阵是值为“1”的元素的数目非常小的矩阵(几乎所有元素都是0的矩阵)。图1示出了 LDPC码的奇偶校验矩阵H的示例。在图1的奇偶校验矩阵H中，每个列的权重(列权重)(“ 1”的数目)(权重)是 “3”且每个行的权重(行权重)是“6”。在通过LDPC码进行编码(LDPC编码)时，例如，基于奇偶校验矩阵H产生生成器 矩阵G，并且该生成器矩阵G乘以二维信息位以产生码字(LDPC码)。具体地，执行LDPC编码的编码设备首先计算和奇偶校验矩阵H的转置矩阵Ht之 间满足表达式GHt = 0的生成器矩阵G。在此，如果生成器矩阵G是KXN矩阵，则编码设备 以K信息位的位串(向量u)乘以生成器矩阵G以产生N位的码字c( = uG)。接收侧通过 预定的通信路径来接收由编码设备产生的码字(LDPC码)。可以通过在包括变量节点(也称作消息节点)和校验节点的所谓Tanner图上的 可信传播，使用由Gallager作为概率解码(ProbabilisticDecoding)而提出的算法，即消 息通过算法来执行LDPC码的解码。在以下说明中，变量节点和校验节点中的每个被适当地 简称为节点。图2示出LDPC码的解码的过程。应注意，在以下说明中，其中以对数似然比表示接收侧接收的LDPC码(一个码字) 的第i个码位的值中的“0”似然度的实数值被适当地称为接收值uM。此外，从校验节点输 出的消息由~表示，且从变量节点输出的消息由Vi表示。首先，在对LDPC码进行解码时，如图2所示，在步骤Sll接收LDPC码并且将消息 (校验节点消息)Uj初始化为“0”，且此外采用整数作为重复处理的计数的变量k被初始化为“0”，此后处理进行到步骤S12。在步骤S12，基于接收LDPC码所获得的接收值uM来执行 由表达式(1)表示的算术运算(变量节点算术运算)，以确定消息(变量节点消息)Vi。此 外，基于消息Vi执行由表达式⑵表示的算术运算(校验节点算术运算)以确定消息Uj。 在此，表达式(1)和表达式(2)中的 <和(1。是可任意选择的参数并且表示奇偶校 验矩阵H的垂直方向(列)和水平方向(行)中“1”的数目。例如，在(3，6)码的情况下， dv = 3 且 dc = 6 ο应注意，在表达式(1)的变量节点算术运算和表达式(2)的校验节点算术运算中， 由于从输出消息的枝(互连变量节点和校验节点的线)输入的消息不是算术运算的对象， 算术运算的范围是1至dv-l或1至d。-l枝。另外，通过提前产生由对于两个输入V1和V2 的一个输出限定的表达式(3)所表示的函数R(vi，v2)的表并且如表达式(4)所表示连续地 (递归地)使用该表来执行表达式(2)的校验节点算术运算。 χ = 2tanh_1 {tanh (γ,/2) tanh (v2/2)} = R (V1, v2) (3)uj = R(v1 R(v2, R(v3, . . . R(vdc_2，Vdc^1)))) (4)在步骤S12，进一步对变量k增加“ 1，，，并且处理进行到步骤S13。在步骤S13，判 断变量k是否高于预定的重复解码次数C。如果在步骤S13判断出变量k不高于C，则处理 返回步骤S12，并且此后重复类似的处理。另一方面，如果在步骤S13判断出变量k高于C，则处理进行到步骤S14，在该步骤 S14确定并输出通过执行表达式(5)表示的算术运算最终输出的作为解码结果的消息Vi， 从而结束LDPC码的解码处理。 (5)在此，使用来自连接到变量节点的所有枝的消息Up执行与表达式⑴的变量节点 算术运算不同的表达式(5)的算术运算。图3示出了(3，6) LDPC码(编码率1/%码长12)的奇偶校验矩阵H的示例。在图3的奇偶校验矩阵H中，与图1中类似地，列的权重是3且行的权重是6。 图4示出了图3的奇偶校验矩阵H的Tarmer图。在此，在图4中，校验节点由“ + ”表示，且变量节点由“=”表示。校验节点和变量 节点分别对应于奇偶校验矩阵H的行和列。校验节点和变量节点之间的连线是枝并且对应 于奇偶校验矩阵的元素的“1”。也就是说，在奇偶校验矩阵的第i列的第j行中的元素是1的情况下，来自以上的 第i变量节点(节点“=”)和来自以上的第j校验节点(节点“ + ”)由枝连接。该枝表示 对应于变量节点的码位具有对应于校验节点的限制条件。在作为针对LDPC码的解码方法的和积算法(Sum Product Algorithm)中，重复执 行变量节点算术运算和校验节点算术运算。图5示出了关于变量节点执行的变量节点算术运算。关于变量节点，通过表达式(1)的变量节点算术运算确定对应于要计算的枝的消 息Vi，表达式⑴使用来自连接到变量节点的其余枝的消息…和 以及接收值uM。同样 类似地确定对应于任何其他枝的消息。图6示出了在校验节点处执行的校验节点算术运算。在此，可以通过使用表达式aXb = exp {In (| a |) +In (| b |)} X sign (a) X sign (b) 的关系将表达式(2)改写为表达式(6)来执行表达式(2)的校验节点算术运算。应注意在 χ彡0时sign(x)为1，而在χ < 0时为-1。 此外，如果在X彡ο时将函数φ(χ)定义为表达式φ(χ) = ln(tanh(x/2))，则由于满足表达式(^1(X) = Stanir1(P),表达式(6)可以变换成表达式⑵。 在校验节点处，根据表达式(7)执行表达式(2)的校验节点算术运算。也就是说，在校验节点处，使用来自连接到校验节点的其余枝的消息V1, V2, V3, V4 和V5，通过表达式(7)的校验节点算术运算来确定对应于要计算的枝的消息~。此外以类 似的方式确定对应于任何其他枝的消息。应注意表达式(7)的函数φ(χ)还可表示为 并且其中χ > 0,φ(χ) = φ-^χ)。当函数φ(χ)和φ^χ)实现在硬件中时，在有时使用LUT(Look Up Table，查找表)实现该函数的情况下，这种LUT成为同一个LUT。非专利文献1 =DVB-S. 2 =ETSI EN 302307V1. 1. 2(2006-06)
技术实现思路
技术问题尽管已知在AW本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交织数据的数据处理设备，包括：奇偶交织装置，用于执行如下奇偶交织：将通过根据奇偶校验矩阵执行低密度奇偶校验编码所获得的低密度奇偶校验码的奇偶位分别交织到其他奇偶位的位置，在所述奇偶校验矩阵中，作为对应于所述低密度奇偶校验码的奇偶位的部分的奇偶矩阵具有阶梯结构。

【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：横川峰志，山本真纪子，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]