使用低密度奇偶校验码的通信系统的信道解码设备及方法技术方案

提供了一种用于在通信系统中进行信道编码/解码的设备和方法。该设备和方法在使用低密度奇偶校验（LDPC）码的通信系统中从具有固定长度的LDPC码字生成具有各种长度的LDPC编码块。该设备和方法使用预定数量的缩短的比特来执行缩短，并执行LDPC编码。该设备和方法根据预定数量的缩短的比特应用预定规则并确定要删余的比特的数目，并基于所确定的要删余的比特的数目来执行删余。

【技术实现步骤摘要】
使用低密度奇偶校验码的通信系统的信道解码设备及方法本申请是申请日为2009年3月3日、申请号为200980107576.5、专利技术名称为“用于在使用低密度奇偶校验码的通信系统中的信道编码和解码的设备和方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术一般涉及一种使用低密度奇偶校验（LDPC）码的通信系统，更具体地说，涉及有效地生成LDPC码并实现信道的编码和解码的设备和方法。
技术介绍
符号间干扰（ISI）以及各种噪声和信道的衰落显著降低了无线通信系统的链路的性能。因此，为了实现高速数字通信系统的目的，必须开发用于克服所述噪声、衰落和ISI的技术，所述高速数字通信系统需要大量的数据处理、高速的数据处理和数据的高可靠性，诸如下一代移动通信、数字广播和移动因特网。近来，已经对利用纠错码来作为用于有效地将失真信息恢复到其原始状态并改善通信的可靠性的方法进行了积极的研究。由Gallager在二十世纪六十年代首次引入的LDPC码由于其复杂的实现方式而仍未被充分利用，到目前为止这超越了当时的技术。然而，因为由Berrou、Glavieux和Thitimajshima在1993年发现的turbo码显示出接近香农信道容量的性能，所以对turbo码的性能和特征已经进行了很多的分析研究。为此，对基于迭代解码和图形的信道编码已经进行了很多研究。上述研究已经引起了在二十世纪九十年代末对LDPC码的重新研究。重新研究显示，当在与LDPC码对应的Tanner图（因子图(factorgraph)的特定情况）上基于和-积算法(sum-productalgorithm)使用迭代解码来执行解码时，LDPC码的性能接近香农信道容量。通常，用图形表示法来表示LDPC码。同样，可以使用基于图论、代数学和概率论的方法来分析LDPC码的特征。一般来说，信道编码的图形模型对于描述码是有用的。当关于编码比特的信息对应于图形中的顶点且编码比特之间的关系对应于图形中的边（即线段）时，可以将信道码的图形模型认为是其中顶点通过边来交换预定消息的通信网络。因此，可以导出自然解码算法。例如，从可以被认为是一类图形的网格(trellis)导出的解码算法包括公知的维特比（Viterbi）算法和Bahl、Cocke、Jelinek及Raviv（BCJR）算法。LDPC码通常通过奇偶校验矩阵来定义，并且可以使用被普遍称为Tanner图的二分图来表示。在该二分图中，顶点被划分为两种不同的类型。通过由被称为“变量节点”和“校验节点”的顶点形成的二分图来表示LDPC码。变量节点对应于按一对一比率的编码比特。参照图1和图2，提供对于LDPC码的图形表示法的描述。首先，图1示出LDPC码的奇偶校验矩阵H1的例子，其包括4行和8列。参照图1，8列表示LDPC码，其生成具有长度为8的码字，并且每列对应于编码的8个比特。图2是示出与图1的H1对应的Tanner图的图。参照图2，LDPC码的Tanner图包括8个变量节点x1202、x2204、x3206、x4208、x5210、x6212、x7214和x8216以及4个校验节点218、220、222和224。这里，LDPC码的奇偶校验矩阵H1中的第i列和第j行分别对应于变量节点xi和第j个校验节点。同样，其中在LDPC码的奇偶校验矩阵H1中的第i列与第j行交叉的位置的值1、即非零值意味着在图2的Tanner图中的变量节点xi和第j个校验节点之间存在边。LDPC码的Tanner图中的每个变量节点和每个校验节点的度表示在节点之间做出连接的边的数目。该边的数目等于与LDPC码的奇偶校验矩阵H1中的相关节点对应的列或行中的非零项（即元素）的数目。例如，在图2中，变量节点x1202、x2204、x3206、x4208、x5210、x6212、x7214和x8216的度分别是4、3、3、3、2、2、2和2。校验节点218、220、222和224的度分别是6、5、5和5。同样，在正则序列(regularsequence)中，分别与图2的变量节点对应的图1的奇偶校验矩阵H1的列中的非零项的数目与度4、3、3、3、2、2、2和2一致。在正则序列中，分别与图2的校验节点对应的图1的奇偶校验矩阵H1的行中的非零项的数目与度6、5、5和5一致。为了表示LDPC码的节点的度分布，均具有度I的变量节点的数目与变量节点的总数之比被设置为fi，并且均具有度j的校验节点的数目与校验节点的总数之比被设置为gj。例如，在如图1和图2所示的LDPC码的情况下，f2=4/8、f3=3/8、f4=1/8，且对于i≠2、3和4，fi=0，以及g5=3/4、g6=1/4，且对于j≠5和6，gj=0。当LDPC码的长度被设置为N（即列数被设置为N）且行数被设置为N/2时，通过下面的等式（1）来计算具有上述度分布的整个奇偶校验矩阵中的非零项的密度。在等式（1）中，当N增加时，奇偶校验矩阵H1中1的密度持续降低。非零项的密度通常与LDPC码的码长度N成反比例。因此，当N较大时，非零项的密度非常小。出于这个原因，LDPC码在其名称中包括低密度的含义。参照图3描述应用本专利技术的LDPC码的奇偶校验矩阵H1的结构特征。图3示出在作为数字广播标准之一的数字视频广播卫星传输第二代（DVB-S2）中被采用为标准技术的LDPC码。在图3中，N1和K1表示LDPC码中的块长度和信息字的长度。(N1-K1)表示奇偶校验长度。此外，以可以建立q=(N1-K1)/M1的方式确定M1和q。此时，K1/M1被确定为是整数。参照图3，奇偶校验矩阵中的奇偶校验部分（即，从第K1列到第(N1-1)列）的结构为双对角形式。因此，与奇偶校验部分对应的列的度分布除了最后一列具有值1外，全部具有值2。应用于奇偶校验矩阵中的信息字部分（即，从第0列到第(K1-1)列）的规则如下。规则1：通过将与奇偶校验矩阵中的信息字对应的K1列划分为多个组(每个组具有M1列)而生成K1/M1个列组。用于形成属于每个列组的列的方法遵循下面的规则2。规则2：在第i（i=1,……,K1/M1）列组的第0列中确定1的位置。当属于第i列组的第0列的度被表示为D1时，如果假设具有1作为其项的行的位置被表示为则由下面的等式（2）来定义在属于第i列组的第j（j=1,2,…,M1-1）列中、具有1作为其项的行的位置——位置k=1，2，...，Di，i=1，...，K1/M1，和j=1，...，M1-1......(2)当应用规则2时，属于第i（i=1,…,K1/M1）列组的列的度都被固定为Di。为了便于容易地理解其中通过规则2而存储关于奇偶校验矩阵的信息的DVB-S2LDPC码的结构，考虑下面的例子。当假设N1=30、K1=15、M1=5且q=3时，在3个列组的每个第0列中具有1作为其项的行的位置信息可以被表示为如下3个序列。这里，为了描述的方便，通过下面的权重1（weight-1）位置序列来定义这3个序列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在使用低密度奇偶校验（LDPC）码的通信系统中对信道进行解码的方法，该方法包括步骤：从在所述信道上接收的信号中确定缩短的比特的数目和删余的比特的数目；并且当存在已用于执行缩短或删余的比特时，根据所述缩短的比特的数目将缩短的比特的值设置为0，根据所述删余的比特的数目设置擦除，并且执行LDPC解码，其中，根据预定比率确定所述删余的比特的数目，删余的比特的数目与缩短的比特的数目的预定比率为（B+1）/B，其中B是整数。

【技术特征摘要】
2008.03.03 KR 10-2008-0019607;2008.03.13 KR 10-201.一种在使用低密度奇偶校验(LDPC)码的通信系统中对信道进行解码的方法，该方法包括步骤：从在所述信道上接收的信号中确定缩短的比特的数目和删余的比特的数目；并且当存在已用于执行缩短或删余的比特时，根据所述缩短的比特的数目将缩短的比特的值设置为0，根据所述删余的比特的数目设置擦除，并且执行LDPC解码，其中，根据预定比率确定所述删余的比特的数目，删余的比特的数目与缩短的比特的数目的预定比率为(B+1)/B，其中B是整数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，删余的比特的数目与缩短的比特的数目的预定比率是5/4或6/5。3.根据权利要求1所述的方法，其中，根据下列公式来确定删余的比特的数目：其中，NP表示所述删余的比特的数目，K1表示在执行缩短和删余之前的初始LDPC码中的信息字的长度，K2表示在执行缩短和删余之后的最终LDPC码中的信息字的长度。4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过在预定条件下的附加操作，在执行缩短和删余之后的编码块的长度具有预定整数值的倍数...

【专利技术属性】
技术研发人员：明世澔，权桓准，金宰烈，林妍周，尹圣烈，李学周，郑鸿实，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：