RU2537806C2 - Устройство и способ для генерирования матрицы проверки четности в системе связи с использованием линейных блочных кодов и устройство передачи/приема и способ для использования этого - Google Patents

Устройство и способ для генерирования матрицы проверки четности в системе связи с использованием линейных блочных кодов и устройство передачи/приема и способ для использования этого Download PDF

Info

Publication number
RU2537806C2
RU2537806C2 RU2012122774/08A RU2012122774A RU2537806C2 RU 2537806 C2 RU2537806 C2 RU 2537806C2 RU 2012122774/08 A RU2012122774/08 A RU 2012122774/08A RU 2012122774 A RU2012122774 A RU 2012122774A RU 2537806 C2 RU2537806 C2 RU 2537806C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
parity check
check matrix
columns
parity
column
Prior art date
Application number
RU2012122774/08A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012122774A (ru
Inventor
Хиун-Коо ЯНГ
Хонг-Сил ДЗЕОНГ
Сунг-Риул ЙУН
Дзае-Йоел КИМ
Хак-Дзу ЛИ
Сехо МИУНГ
Дзин-Хее ДЗЕОНГ
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020100027322A external-priority patent/KR20110048443A/ko
Priority claimed from KR1020100054388A external-priority patent/KR20110048448A/ko
Application filed by Самсунг Электроникс Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Publication of RU2012122774A publication Critical patent/RU2012122774A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2537806C2 publication Critical patent/RU2537806C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/11—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
    • H03M13/1102—Codes on graphs and decoding on graphs, e.g. low-density parity check [LDPC] codes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/11—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
    • H03M13/1102—Codes on graphs and decoding on graphs, e.g. low-density parity check [LDPC] codes
    • H03M13/1148—Structural properties of the code parity-check or generator matrix
    • H03M13/118—Parity check matrix structured for simplifying encoding, e.g. by having a triangular or an approximate triangular structure
    • H03M13/1185—Parity check matrix structured for simplifying encoding, e.g. by having a triangular or an approximate triangular structure wherein the parity-check matrix comprises a part with a double-diagonal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/033—Theoretical methods to calculate these checking codes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/11—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
    • H03M13/1102—Codes on graphs and decoding on graphs, e.g. low-density parity check [LDPC] codes
    • H03M13/1148—Structural properties of the code parity-check or generator matrix
    • H03M13/116—Quasi-cyclic LDPC [QC-LDPC] codes, i.e. the parity-check matrix being composed of permutation or circulant sub-matrices
    • H03M13/1165—QC-LDPC codes as defined for the digital video broadcasting [DVB] specifications, e.g. DVB-Satellite [DVB-S2]
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/25—Error detection or forward error correction by signal space coding, i.e. adding redundancy in the signal constellation, e.g. Trellis Coded Modulation [TCM]
    • H03M13/255—Error detection or forward error correction by signal space coding, i.e. adding redundancy in the signal constellation, e.g. Trellis Coded Modulation [TCM] with Low Density Parity Check [LDPC] codes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/65—Purpose and implementation aspects
    • H03M13/6502—Reduction of hardware complexity or efficient processing
    • H03M13/6505—Memory efficient implementations
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/65—Purpose and implementation aspects
    • H03M13/6508—Flexibility, adaptability, parametrability and configurability of the implementation
    • H03M13/6516—Support of multiple code parameters, e.g. generalized Reed-Solomon decoder for a variety of generator polynomials or Galois fields
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/65—Purpose and implementation aspects
    • H03M13/6508—Flexibility, adaptability, parametrability and configurability of the implementation
    • H03M13/6519—Support of multiple transmission or communication standards
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/65—Purpose and implementation aspects
    • H03M13/6522—Intended application, e.g. transmission or communication standard
    • H03M13/6552—DVB-T2

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

Изобретение относится к средствам для генерирования матрицы проверки четности в системе связи с использованием линейных блочных кодов. Технический результат заключается в повышении эффективности восстановления искаженной информации. Определяют базовый параметр второй матрицы проверки четности, удовлетворяющей правилу, предварительно определенному по отношению к заданной первой матрице проверки четности. Генерируют подматрицы, соответствующие части четности второй матрицы проверки четности, с использованием базового параметра. Генерируют подматрицы, соответствующие части информационного слова второй матрицы проверки четности, с использованием первой матрицы проверки четности и базового параметра. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 14 ил., 41 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в общем, к системе связи с использованием линейных блочных кодов и, более конкретно, к устройству передачи/приема и способу для генерирования линейных блочных кодов в конкретной форме.
Уровень техники
В системах беспроводной связи эффективность линий связи значительно ухудшается вследствие различных шумов, затухания и межсимвольных помех (ISI) каналов. Поэтому, чтобы реализовывать высокоскоростные цифровые системы связи, требующие высокой пропускной способности данных и надежности, такие как система мобильной связи следующего поколения, система цифрового широковещания и система мобильного интернета, является важным разработать технологии, чтобы справляться с шумами, затуханием и ISI. В последнее время были изучены коды с исправлением ошибок, чтобы улучшать надежность связи посредством эффективного восстановления искажения информации.
Код проверки четности низкой плотности (LDPC) будет указываться здесь в качестве примера линейного блочного кода, но настоящее изобретение не ограничено кодом LDPC.
Код LDPC обычно представляется с использованием графового представления, и многие его характеристики могут анализироваться с помощью теории графов и способов на основе алгебры и теории вероятностей. В общем графовая модель канальных кодов является полезной не только в описании кода, но также может рассматриваться как сеть связи, в которой вершины обмениваются сообщениями через ребра, если информация о кодированных битах отображается в вершины в графе и отношения между битами отображаются в ребра в графе, таким образом делая возможным выводить естественный алгоритм декодирования. Например, в решетке, которая является некоторым типом графа, выведенный алгоритм декодирования может включать в себя хорошо известный алгоритм Витерби и алгоритм Бала (Bahl), Кока (Cocke), Джелинека (Jelinek) и Равива (Raviv) (BCJR).
Код LDPC, в общем, определяется как матрица проверки четности и может представляться с использованием двудольного графа, который указывается как граф Таннера (Tanner). В двудольном графе вершины разделяются на два разных типа, и код LDPC представляется посредством двудольного графа, включающего в себя вершины, называемые переменные узлы и узлы проверки. Переменные узлы отображаются в кодированные биты на основе один к одному.
Фиг.1 иллюстрирует пример матрицы H1 проверки четности кода LDPC, которая включает в себя четыре строки и восемь столбцов.
Ссылаясь на фиг.1, имея восемь столбцов, матрица H1 проверки четности генерирует кодовое слово длины 8 в коде LDPC, и ее столбцы отображаются в восемь кодированных битов на основе один к одному.
Фиг.2 иллюстрирует граф Таннера, соответствующий матрице H1 проверки четности из фиг.1.
Ссылаясь на фиг.2, граф Таннера кода LDPC включает в себя восемь переменных узлов x1 202, x2 204, x3 206, x4 208, x5 210, x6 212, x7 214, и x8 216 и четыре узла 218, 220, 222 и 224 проверки. i-й столбец и j-я строка матрицы H1 проверки четности кода LDPC отображаются в переменный узел xi и j-й узел проверки соответственно. В дополнение, значение 1, т.е. ненулевое значение, в точке, где i-й столбец и j-я строка матрицы H1 проверки четности кода LDPC пересекают друг друга, означает, что на графе Таннера существует ребро, соединяющее переменный узел xi с j-м узлом проверки, как проиллюстрировано на фиг.2.
В графе Таннера кода LDPC степень каждого переменного узла и узла проверки показывает количество ребер, соединенных с узлом, и равняется количеству элементов, чьи значения не '0' в строке или столбце, соответствующем узлу в матрице проверки четности кода LDPC. Например, на фиг.2, степени переменных узлов x1 202, x2 204, x3 206, x4 208, x5 210, x6 212, x7 214 и x8 216 - это 4, 3, 3, 3, 2, 2, 2 и 2 соответственно, и степени узлов 218, 220, 222 и 224 проверки - это 6, 5, 5 и 5 соответственно. В дополнение, количество элементов, чьи значения не равны '0' в столбцах матрицы H1 проверки четности на фиг.1, которые соответствуют переменным узлам на фиг.2, являются идентичными их ассоциированным степеням 4, 3, 3, 3, 2, 2, 2 и 2 соответственно, и количества элементов, чьи значения не равны '0' в строках матрицы H1 проверки четности на фиг.1, которые соответствуют узлам проверки на фиг.2, являются идентичными их ассоциированным степеням 6, 5, 5 и 5 соответственно.
Чтобы выразить распределение степеней для узлов кода LDPC, предполагая, что отношение количества переменных узлов со степенью =i к полному количеству переменных узлов это fi, и отношение количества узлов проверки со степенью =j к полному количеству узлов проверки это gi, в коде LDPC, соответствующем фиг.1 и 2, f2=4/8, f3=3/8 и f4=1/8; fi=0 для i2, 3, 4; g5=3/4 и g6 1/4; и gi=0 для j5, 6. Если длина кодового слова в коде LDPC, т.е. количество столбцов в матрице проверки четности, - это N, и количество строк - это N/2, плотность элементов, чьи значения не равны '0' во всей матрице проверки четности, имеющей вышеописанное распределение степеней, вычисляется в соответствии с Уравнением (1) ниже:
Figure 00000001
В Уравнении (1) плотность '1' уменьшается с увеличением N в матрице проверки четности. В общем, так как для кода LDPC, плотность ненулевых элементов является обратно пропорциональной длине кодового слова N, код LDPC с большим значением для N имеет очень низкую плотность. Словосочетание 'низкая плотность' в названии кода LDPC было выведено из этого принципа.
Фиг.3 является диаграммой, иллюстрирующей схематическую структуру кода LDPC. Конкретно, фиг.3 иллюстрирует характеристики матрицы проверки четности кода LDPC, имеющего конкретную структуру. Для ссылки, код LDPC, проиллюстрированный на фиг.3, был принят как стандартная технология в европейских стандартах цифрового широковещания, таких как DVB-S2, DVB-T2, и DVB-C2 и т.д.
Ссылаясь на фиг.3, N1 обозначает длину кодового слова в коде LDPC, K1 обозначает длину информационного слова, и (N1-K1) обозначает длину битов четности. В дополнение, целые числа M1 и q определяются посредством q=(N1-K1)/M1. K1/M1 также является целым числом. Для удобства описания, будет предполагаться, что матрица проверки четности из фиг.3 является первой матрицей H1 проверки четности.
В матрице проверки четности из фиг.3 часть четности (соответствующая битам четности), включающая в себя K1-й по (K1-1)-й столбцы, имеет структуру в дуальной (дву-) диагональной форме. Поэтому в отношении распределения степеней столбцов, соответствующих части четности, все столбцы имеют степень 2, за исключением последнего столбца, имеющего степень 1.
В матрице проверки четности, часть информационного слова, состоящая из 0-го по (K1-1)-й столбцы, имеет структуру, которая формируется согласно следующим правилам.
Правило (1): Все из K1/M1 групп столбцов генерируются посредством группирования K1 столбцов для информационного слова в M1 группы в матрице проверки четности. Каждый столбец в каждой группе столбцов формируется согласно Правилу (2) ниже.
Правило (2): Во-первых, определяются местоположения 1 в каждом 0-м столбце в i-й группе столбцов (где i=0, 1, …, K1/M1-1). Степень 0-го столбца в i-й группе столбцов представляется посредством Di. Если местоположения строк с 1 - это
Figure 00000002
, то местоположения
Figure 00000003
строк с 1 в j-м столбце (где j=1, 2, …, M1-1) в i-й группе столбцов могут определяться, как показано в Уравнении (2) ниже:
Figure 00000004
Согласно правилам выше, степени столбцов в i-й группе столбцов все являются Di.
Как более подробный пример, в отношении каждого 0-го столбца в каждой из трех групп столбцов для N1=30, K1=15, M1=5, q=3 информация местоположения строк с 1 может представляться следующим образом. Например, если {0, 1, 2} - это 0-я группа столбцов, {0, 1, 2} показывает, что 1 существует в 0-й строке, 1-й строке и 2-й строке в 0-м столбце в 0-й группе столбцов.
Figure 00000005
Для информации о строках с 1 в каждом 0-м столбце в каждой группе столбцов, только информация местоположения может представляться на основе группы столбцов для удобства следующим образом:
Figure 00000006
То есть последовательность последовательно представляет информацию о строках с 1 для 0-го столбца в i-й группе столбцов.
Посредством составления матрицы проверки четности с использованием информации в вышеописанном подробном примере и Правил (1) и (2), код LDPC, имеющий такую же концепцию, как код кода LDPC со структурой из фиг.3, может генерироваться, как проиллюстрировано на фиг.4.
Далее, ссылка будет делаться на процесс выполнения кодирования LDPC с использованием матрицы проверки четности.
Для удобства информационные биты с длиной K1 представляются посредством
Figure 00000007
и биты четности с длиной N1-K1 представляются посредством
Figure 00000008
. Код LDPC, описанный подробно ниже, имеет характеристики N1=16200, K1=10800, M1=360 и q=15.
Способ кодирования кода LDPC
Этап 1: Инициализируют биты четности.
Figure 00000009
Этап 2: Информация о строках с 1 в 0-м столбце в первой группе столбцов информационного слова вызывается из информации о сохраненной матрице проверки четности.
Figure 00000010
С использованием вызванной информации и информационного бита i0 конкретные биты четности px обновляются, как показано в Уравнении (3) ниже, где х - это значение, для
Figure 00000011
В Уравнении (3) ⊕
Figure 00000012
 представляет двоичное добавление и
Figure 00000013
является взаимозаменяемым с
Figure 00000014
.
Этап 3: Для следующих 359 информационных битов i1,i2,…,i359, следующих за i0, получается значение Уравнения (4) ниже:
Figure 00000015
В Уравнении (4) x является значением
Figure 00000016
, для k=1, 2, …, 13. Следует отметить, что Уравнение (4) является аналогичным в концепции Уравнению (2).
С использованием значений, полученных в Уравнении (4), выполняется операция, аналогичная операции Уравнения (3). То есть p{x+(m mod M1)×q}mod(N1-K1) обновляется для im.
Например, для m=1, т.е. для i1, p{x+q}mod(N1-K1) обновляется, как показано в Уравнении (5) ниже:
Figure 00000017
Следует отметить, что в Уравнении (5) q=15. Вышеописанный процесс выполняется аналогичным образом для m=1, 2, …, 359.
Этап 4: Как и на Этапе 2, информация о
Figure 00000018
вызывается для 361го информационного бита i=360, чтобы обновить конкретные биты четности px, где x - это
Figure 00000019
. Для следующих 359 информационных битов i361,i362,…,i719, следующих за i=360,
Figure 00000020
, (для m=361, 362, …, 719) обновляются посредством применения Уравнения (4) аналогичным образом.
Этап 5: Для каждой из групп 360 информационных битов Этапы 2, 3, и 4 повторяются. Наконец, биты четности определяются с использованием Уравнения (6) ниже:
Figure 00000021
В Уравнении (6) биты pi являются битами четности, которые полностью подверглись кодированию LDPC.
Соответственно, с использованием вышеописанного способа кодирования LDPC кодирование выполняется посредством Этапов 1 по 5.
Является хорошо известным, что эффективности обычных кодов LDPC близко связаны с циклическими характеристиками графа Таннера. В частности, было определено посредством экспериментирования, что ухудшение эффективности может происходить, если имеется много циклов короткой длины в графе Таннера. Поэтому, чтобы разрабатывать коды LDPC, имеющие отличную эффективность, должны приниматься во внимание циклические характеристики на графе Таннера.
Вкратце, циклические характеристики являются количеством узлов, которые ребро проходит, будучи в графе Таннера, ребро, начинающееся в одном переменном узле, возвращается в упомянутый переменный узел после прохождения по меньшей мере одного узла проверки и других переменных узлов. Например, на фиг.2, путь 202 -> 218 -> 204 -> 220 -> 202 может пониматься как один цикл. Важно разрабатывать коды LDPC так, что такие циклические характеристики имеют оптимальную длину, которая не является слишком короткой или длинной.
Однако является очень трудным построить матрицу проверки четности очень большого кода LDPC, чья длина кодового слова около десятков тысяч бит, принимая во внимание циклические характеристики на графе Таннера. Фактически, не было еще предложено способа построения, который улучшает циклические характеристики кодов LDPC, имеющих конкретную структуру из фиг.3. В реальности, в кодах LDPC, имеющих вышеописанную структуру, минимальный уровень ошибок наблюдается при высоком отношении сигнала к шуму (SNR), так как оптимизация циклических характеристик на графе Таннера не рассматривается.
Соответственно, для построения кодов LDPC, имеющих конкретную структуру из фиг.3, требуется эффективный способ, который строит матрицу проверки четности при улучшении циклических характеристик.
Дополнительно, в европейских стандартах цифрового широковещания с использованием кода LDPC возможное количество длин кодированного блока кода LDPC - это только два вследствие ограниченного использования кода, и чтобы поддерживать даже эти две длины блока, сохраняются разные матрицы проверки четности.
Однако чтобы применять коды LDPC к действительной системе связи, коды LDPC должны строиться, чтобы быть подходящими для пропускной способности данных, требуемой в системе связи. Конкретно, коды LDPC, имеющие различные длины блока, требуются, чтобы поддерживать различные пропускные способности данных при запросе пользователя не только в адаптивных системах связи, использующих гибридный автоматический запрос на повторную передачу (HARQ), и адаптивную модуляцию, и кодирование (AMC), но также в системе связи, поддерживающей различные широковещательные услуги.
В дополнение, так как сохранение независимой матрицы проверки четности для каждой длины блока кода LDPC уменьшает эффективность памяти, имеется необходимость, чтобы исследовать новый способ для эффективной поддержки различных длин блока из заданной существующей матрицы проверки четности без построения новой матрицы проверки четности.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая проблема
Соответственно, настоящее изобретение предназначено, чтобы обращаться к, по меньшей мере, вышеописанным проблемам и/или недостаткам и чтобы обеспечивать, по меньшей мере, преимущества, описанные ниже. Один аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ генерирования матрицы проверки четности для генерирования линейного блочного кода, имеющего переменную длину блока в системе связи.
Другой аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ генерирования матрицы проверки четности для генерирования структурированного кода LDPC, имеющего переменную длину блока в системе связи.
Другой аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ и устройство передачи/приема с использованием способа генерирования матрицы проверки четности.
Другой аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ и устройство для эффективного генерирования матрицы проверки четности кода LDPC посредством частичной оптимизации циклических характеристик в разработке кода LDPC, имеющего конкретную структуру.
Другой аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ и устройство для кодирования и декодирования кода LDPC, имеющего переменную длину блока посредством частичной оптимизации циклических характеристик из одной матрицы проверки четности в системе связи с использованием кодов LDPC.
Другой аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ и устройство для генерирования кодов LDPC, имеющих разные длины блока, из матрицы проверки четности, построенной посредством частичной оптимизации циклических характеристик, чтобы улучшать эффективность памяти для хранения кодов LDPC.
Техническое решение
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, обеспечивается способ для генерирования матрицы проверки четности, используемой, чтобы генерировать линейный блочный код в передатчике/приемнике системы связи. Способ включает в себя определение базового параметра второй матрицы проверки четности, удовлетворяющей правилу, предварительно определенному по отношению к заданной первой матрице проверки четности; генерирование подматрицы, соответствующей части четности второй матрицы проверки четности, с использованием базового параметра; и генерирование подматрицы, соответствующей части информационного слова второй матрицы проверки четности, с использованием первой матрицы проверки четности и базового параметра.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, обеспечивается способ для кодирования линейного блочного кода с использованием второй матрицы проверки четности, сгенерированной согласно вышеуказанному способу.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, обеспечивается способ для декодирования линейного блочного кода с использованием второй матрицы проверки четности, сгенерированной согласно вышеуказанному способу.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, обеспечивается устройство передачи в системе связи. Устройство включает в себя кодер для кодирования информационного слова в линейный блочный код; передатчик для передачи линейного блочного кода; и контроллер для определения второй матрицы проверки четности из заданной первой матрицы проверки четности согласно линейному блочному коду и управления кодером, чтобы выполнять кодирование с использованием второй матрицы проверки четности. Контроллер определяет базовый параметр второй матрицы проверки четности, удовлетворяющей правилу, предварительно определенному по отношению к заданной первой матрице проверки четности, генерирует подматрицу, соответствующую части четности второй матрицы проверки четности, с использованием базового параметра, и генерирует подматрицу, соответствующую части информационного слова второй матрицы проверки четности, с использованием первой матрицы проверки четности и базового параметра.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивается устройство приема в системе связи. Устройство включает в себя приемник для приема сигнала, передаваемого через сеть связи; декодер для декодирования принятого сигнала, закодированного в линейном блочном коде, в информационное слово; и контроллер для определения второй матрицы проверки четности из заданной первой матрицы проверки четности согласно линейному блочному коду и управления декодером, чтобы выполнять декодирование с использованием второй матрицы проверки четности. Контроллер определяет базовый параметр второй матрицы проверки четности, удовлетворяющей правилу, предварительно определенному по отношению к заданной первой матрице проверки четности, генерирует подматрицу, соответствующую части четности второй матрицы проверки четности, с использованием базового параметра, и генерирует подматрицу, соответствующую части информационного слова второй матрицы проверки четности, с использованием первой матрицы проверки четности и базового параметра.
Описание чертежей
Вышеописанные и другие аспекты, признаки и преимущества некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения будут более ясны из последующего описания, взятого со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг.1 является диаграммой, иллюстрирующей пример матрицы проверки четности кода LDPC длины 8;
Фиг.2 является диаграммой, иллюстрирующей пример графа Таннера матрицы проверки четности кода LDPC длины 8;
Фиг.3 является диаграммой, иллюстрирующей схематическую структуру кода LDPC;
Фиг.4 является диаграммой, иллюстрирующей пример матрицы проверки четности кода LDPC;
Фиг.5 является диаграммой, иллюстрирующей способ для генерирования матрицы проверки четности линейного блочного кода согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6 по 10 являются диаграммами, иллюстрирующими способ для генерирования матрицы проверки четности линейного блочного кода согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.11 является блок-схемой, иллюстрирующей структуру системы связи с использованием линейных блочных кодов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.12 является блок-схемой устройства передачи с использованием линейных блочных кодов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.13 является блок-схемой, иллюстрирующей устройство приема с использованием линейных блочных кодов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения; и
Фиг.14 является диаграммой, иллюстрирующей операцию приема в устройстве приема с использованием линейных блочных кодов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Всюду на чертежах одинаковые ссылочные позиции чертежей должны пониматься как указывающие на одинаковые элементы, признаки и структуры.
Варианты осуществления изобретения
Различные варианты осуществления настоящего изобретения будут теперь описываться подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи. В последующем описании конкретные детали, такие как детальная конфигурация и компоненты, обеспечиваются всего лишь, чтобы способствовать всеобъемлющему пониманию этих вариантов осуществления настоящего изобретения. Поэтому должно быть очевидно специалистам в данной области техники, что различные изменения и модификации вариантов осуществления, здесь описанных, могут делаться без выхода из объема и сущности изобретения. В дополнение, описания хорошо известных функций и конструкций пропускаются для ясности и краткости.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, обеспечивается способ для генерирования матрицы проверки четности кода LDPC, например линейного блочного кода. Следует отметить, что способ генерирования матрицы проверки четности, описанный ниже, может применяться таким же образом к другим линейным блочным кодам, которые используют матрицу проверки четности, не только коду LDPC.
Ниже обеспечиваются способы для генерирования матрицы проверки четности кода LDPC большого размера из матрицы проверки четности заданного базового кода LDPC маленького размера. В дополнение, также обеспечиваются устройство для поддержки переменной длины блока в системе связи с использованием кодов LDPC в конкретной форме и способ для управления этим. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что матрица проверки четности кода LDPC маленького размера может генерироваться из матрицы проверки четности заданного кода LDPC большого размера с использованием следующих способов. Однако настоящее изобретение не ограничено поддержкой всех из построенных переменных длин блока.
Для удобства описания, код LDPC будет иметь такую же структуру, как код LDPC, построенный на основе Правил (1) и (2) предшествующего уровня техники, как проиллюстрировано на фиг.3. Дополнительно, матрица проверки четности заданного кода LDPC является первой матрицей проверки четности H1 и ее длина кодового слова (кодированного блока) и длина информационного слова - это N1 и K1 соответственно. Поэтому длина четности - это (N1-K1). Также, M1 и q определяются, чтобы удовлетворять
Figure 00000022
, и K1/M1 также является целым числом.
Местоположения строк с 1 в каждом 0-м столбце в i-й (i=0,1,…,K1/М1-1) группе столбцов, представляющие информацию о матрице H1 проверки четности, - это
Figure 00000023
, где Di - это степень 0-го столбца в i-й группе столбцов.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, обеспечивается способ для построения второй матрицы H2 проверки четности, удовлетворяющей следующим правилам. Длина кодового слова и длина информационного слова матрицы Н2 проверки четности - это N2 и K2 соответственно.
Правило (3): Для положительного целого числа p, N2=pN1, K2=pK1 и M2=pM1. Поэтому K2/М2=K1/M1 удовлетворяется, обеспечивая, что Н2 равняется H1 в количестве групп столбцов в части информационного слова. В дополнение, (N2-K2)/М2=q=(N1-K1)/М1 задано.
Правило (4): Н2 и H1 равны в распределении степеней для части информационного слова.
Местоположения строк с 1 в каждом 0-м столбце в i-й (i=0,1,…,K2/M2-1) группе столбцов матрицы H2 проверки четности - это
Figure 00000024
, для (k=1,2,…,Di), где Di - это степень 0-го столбца в i-й группе столбцов.
Правило (5): Циклические характеристики на графе Таннера для Н2 должны быть равны или лучше, чем циклические характеристики на графе Таннера для H1.
Правило (6): H1 должна быть способна генерироваться из информации о Н2.
Правило (7): Код LDPC, определенный посредством H1, должен быть способен кодироваться с использованием информации о Н2.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, обеспечивается следующий способ для генерирования матрицы проверки четности кода LDPC, как проиллюстрировано на блок-схеме из фиг.5, чтобы генерировать матрицу Н2 проверки четности кода LDPC, удовлетворяющего Правилам (3), (4), (5), (6) и (7). Для легкости описания предполагается, что в Правиле (4)
Figure 00000025
удовлетворяется без потери общности.
Способ генерирования матрицы проверки четности кода LDPC
Фиг.5 является диаграммой, иллюстрирующей способ для генерирования матрицы проверки четности линейного блочного кода согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Ссылаясь на фиг.5, на этапе 510 определяются базовые параметры матрицы H2 проверки четности, подлежащей генерированию. Базовые параметры включают в себя длину кодового слова (т.е. кодированного блока) кода LDPC, и размер, в котором информационное слово должно подвергаться группированию, т.е. размер группы столбцов в матрице H2 проверки четности.
На этапе 520 подматрица, соответствующая битам четности матрицы H2 проверки четности, определяется в предварительно определенной структуре. Более конкретно, операция этапа 520 включает в себя следующие Этапы 1 и 2.
Этап 1: (N2-K2)×(N2-K2) матрица, имеющая такую же структуру, что и у подматрицы, соответствующей битам четности из фиг.3, устанавливается как подматрица, соответствующая части четности Н2.
Этап 2: 'i' инициализируется на 0 (i=0).
На этапе 530 вызывается последовательность, соответствующая информационным битам заданной матрицы H1 проверки четности. Более конкретно, операция этапа 530 включает в себя следующий Этап 3.
Этап 3: Для каждого компонента последовательности
Figure 00000026
, представляющей информацию о i-й группе столбцов, соответствующей информационным битам матрицы H1 проверки четности, определяется набор
Figure 00000027
, состоящий из p элементов.
На этапе 540 из последовательности, представляющей матрицу H1 проверки четности, определяется последовательность, соответствующая информационным битам, в матрице H2 проверки четности с использованием следующего Этапа 4.
Этап 4: Предполагая, что компоненты подматрицы, соответствующей (i+1)-й по ((N2-K2)/M2-1)-й группам столбцов, которые соответствуют информационным битам в матрице Н2 проверки четности, все являются нулями (0), последовательно получаются последовательности
Figure 00000028
, удовлетворяющие следующим условиям:
Условие (1)
Figure 00000029
Условие (2)
Среди последовательностей, удовлетворяющих Условию (1), если имеются несколько последовательностей, имеющих наилучшие циклические характеристики на графе Таннера, т.е. если имеются несколько наилучших последовательностей, то одна из них выбирается произвольно.
Этап 5: Для i=1,…,(N2-K2)/M2-1 Этапы 3 и 4 повторяются. То есть этап 530 и этап 540 повторяются для i=1,…,(N2-K2)/M2-1, хотя это не показано на фиг.5.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения,
Figure 00000030
генерируется на Этапе 3 выше с использованием Уравнения (7) или Уравнения (8) ниже:
Figure 00000031
В Уравнении (8)
Figure 00000032
определяется, как показано в Уравнении (9) ниже:
Figure 00000033
Для более лучшего понимания способа, проиллюстрированного на фиг.5, примеры иллюстрируются на фиг.6, 7 и 8, которые будут описываться ниже. Ссылка будет сначала делаться на пример, в котором Уравнение (7) используется на Этапе 3.
Главные параметры, используемые, чтобы описывать пример из фиг.6, включают в себя M1=3, p=2, M2=pM1=6, (N1-K1)=9 и q=(N1-K1)/3=3, и информация местоположения строк с 1 в 0-м столбце 603 в одной группе 601 столбцов - это 0, 5 и 7. Другими словами, можно отметить, что в 0-м столбце 603 в заданной одной группе 601 столбцов, 1 существует в 0-й, 5-й и 7-й строках. Также следует отметить, что первый и второй столбцы 605 и 607 в заданной группе 601 столбцов могут просто получаться посредством циклического сдвига местоположений 1 в 0-м столбце 603 посредством q=3 по модулю (N1-K1)=9. Следует отметить, что степени столбцов 603, 605 и 607 в группе 601 столбцов из фиг.6 все 3, и степени строк все 1.
Ниже будет делаться ссылка на фиг.7, описывающую структуру 0-го столбца в новой группе столбцов, получаемой из заданной группы столбцов из фиг.6.
Так как информация местоположения строк с 1 в 0-м столбце в группе столбцов из фиг.6 - это 0, 5 и 7, информация местоположения строк с 1 в 0-м столбце в новой группе столбцов может представляться как одно из {0,5,7}, {0,5,16}, {0,7,14}, {0,14,16}, {5,7,9}, {5,9,16}, {7,9,14} и {9,14,16}, когда только Уравнение (7) используется на Этапе 3.
Для информации местоположения восьми строк структуры столбца последовательно представляются, как показано посредством ссылочной позиции 701 на фиг.7.
Предполагая, что в информации местоположения восьми строк, последовательность, удовлетворяющая Условиям (1) и (2) через Этап 4 была {0,5,16} или вторым кандидатом 703, 0-й столбец в новой группе столбцов может определяться как столбец, длина строки которого - это 18, и в котором 1 существует в каждой из 0-й строке, 5-й строке и 16-й строке.
Теперь, 1-й по 5 =(M2-1)-й столбцы будут генерироваться посредством применения способа генерирования кода LDPC в форме из фиг.6, в новый 0-й столбец. В соответствии со способом генерирования кода LDPC в форме из фиг.6, оставшиеся столбцы могут получаться посредством циклического сдвига местоположений 1 в 0-м столбце посредством q=3 по модулю (N1-K1)=9, как проиллюстрировано на фиг.8.
Ссылаясь на фиг.8, степени всех столбцов в группе 801 столбцов все равны 3, и степени строк все равны 1. Соответственно, фиг.8 эквивалентна фиг.6 в распределении степеней в части информационного слова.
Ссылаясь на фиг.9, обеспечивается структура 0-го столбца в новой группе столбцов, получаемой из заданной группы столбцов из фиг.6, когда Уравнение (8) используется на Этапе 3.
Так как информация местоположения строк с 1 в 0-м столбце в группе столбцов из фиг.6 - это 0, 5 и 7, информация местоположения строк с 1 в 0-м столбце в новой группе столбцов может представляться как одно из {0,10,14}, {0,10,15}, {0,11,14}, {0,11,15}, {1,10,14}, {1,10,15}, {1,11,14} и {1,11,15}, когда Уравнение (8) используется на Этапе 3.
Для информации местоположения восьми строк, структуры столбца последовательно представляются как показано посредством ссылочной позиции 901 на фиг.9.
Предполагая, что в информации местоположения восьми строк, последовательность, удовлетворяющая Условиям (1) и (2) через Этап 4 - это {0,10,15} или второй кандидат 903, 0-й столбец в новой группе столбцов может определяться как столбец, длина строки которого - это 18, и в котором 1 существует в каждой из 0-й строке, 10-й строке и 15-й строке.
Теперь, 1-й по 5 =(M2-1)-й столбцы будут генерироваться посредством применения способа генерирования кода LDPC в форме из фиг.3 в новый 0-й столбец. В соответствии со способом генерирования кода LDPC в форме из фиг.3, оставшиеся столбцы получаются посредством всего лишь циклического сдвига местоположений 1 в 0-м столбце посредством q=3 по модулю (N1-K1)=9, как проиллюстрировано на фиг.10.
Ссылаясь на фиг.10, степени всех столбцов в группе 1001 столбцов - это все 3, и степени строк - это все 1, т.е. фиг.10 является эквивалентной фиг.6 в распределении степеней в части информационного слова.
Ниже предоставляется описание, чтобы показать, что способ, проиллюстрированный на фиг.5, удовлетворяет Правилам (3), (4), (5), (6) и (7).
Правила (3) и (4) удовлетворяются на базовых предположениях способа.
Ссылаясь на Правило (5), предполагая, что
Figure 00000034
для всех i и k на Этапе 4, так как структура матрицы H1 проверки четности была применена к матрице H2 проверки четности таким же образом, H2 равна H1 в циклических характеристиках на графе Таннера. В этом случае, поэтому, Правило (5) удовлетворяется.
Однако, так как последовательность, имеющая наилучшие циклические характеристики на графе Таннера, выбирается на Этапе 4, последовательность, имеющая циклические характеристики, лучшие чем или равные характеристикам
Figure 00000034
, выбирается для всех i и k. To есть следует отметить, что не может произойти наихудший случай, в котором циклические характеристики ухудшаются, даже хотя гарантируется, что циклические характеристики равны. Поэтому следует отметить, что Правило (5) удовлетворяется посредством Этапа 4.
Ссылаясь на Правило (6), информация о группах столбцов, представляющих матрицу Н2 проверки четности, определяется как
Figure 00000035
. Когда Уравнение (7) используется на Этапе 3, имеет форму, такую как
Figure 00000036
для некоторого целого числа l. Так как N1 и K1 являются известными значениями,
Figure 00000037
может извлекаться из
Figure 00000038
с использованием Уравнения (10) ниже:
Figure 00000039
Аналогично, когда Уравнение (8) используется на Этапе 3,
Figure 00000040
имеет форму, такую как
Figure 00000041
для некоторого целого числа l.
Следует отметить, что, так как
Figure 00000042
является кратным q,
Figure 00000038
может легко извлекаться из
Figure 00000040
, даже хотя значение
Figure 00000038
является неизвестным из-за
Figure 00000043
. Также, так как p и q являются уже известными значениями,
Figure 00000038
могут легко извлекаться из
Figure 00000040
с использованием Уравнения (11):
Figure 00000044
Ссылаясь на Уравнения (10) и (11), если информация о группах столбцов матрицы H2 проверки четности является известной, значения
Figure 00000038
могут получаться посредством простых операций без отдельного сохранения значений. В дополнение, так как H1 и Н2 являются равными даже в q, H1 может получаться из
Figure 00000038
, полученного из
Figure 00000040
, тем самым удовлетворяя Правилу (6).
Ссылаясь на Правило (7), все коды LDPC, определенные посредством H1 и Н2, могут кодироваться, как описано в правилах предшествующего уровня техники. Когда длина кодового слова, длина информационного слова и значение q заданы, кодирование выполняется с использованием только информации о строках с 1 в 0-м столбце в каждой группе столбцов информационного слова. Так как
Figure 00000038
может получаться из
Figure 00000040
посредством Правила (6), Правило (7) удовлетворяется.
В то время как H2 получается из H1 в описании выше, в качестве примера, более большая матрица проверки четности может получаться посредством повторения способа, как проиллюстрировано на фиг.5.
Таким образом, эффективные матрицы проверки четности могут строиться посредством повторного применения способа, проиллюстрированного на фиг.5, к матрицам проверки четности H1, H2, Н3, … и Hs, удовлетворяющим Уравнениям (12), (13) и (14) ниже, в которых Ni, Ki и Mi обозначают длину кодового слова, длину информационного слова и единицу группы столбцов в Правиле (1) для Hi соответственно и Ni+1=piNi, Ki+1=piKi и Mi+1=piMi удовлетворяются для некоторого целого числа pi (i=1, …, s-1):
Figure 00000045
В дополнение, если только информация о матрице проверки четности Hs, полученной посредством способа из фиг.5, задана, то H1, H2,... и Hs-1 могут также все генерироваться.
Следует отметить, что посредством удовлетворения Правилу (6) матрица проверки четности кода LDPC, предложенная одним вариантом осуществления настоящего изобретения, может генерировать матрицы проверки четности, имеющие различные размеры из одной матрицы проверки четности. Также следует отметить, что так как размер матрицы проверки четности показывает длину кодового слова ее кода LDPC, код LDPC, сгенерированный способом, предложенным в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, может поддерживать коды LDPC, имеющие различные длины блока, с использованием Уравнения (10) или Уравнения (11). Несмотря на поддержку кодов LDPC с различными длинами блока, сохраняется информация о только одной матрице проверки четности, тем самым обеспечивая высокую эффективность памяти.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, матрица H2 проверки четности эффективно генерируется посредством применения способа, проиллюстрированного на фиг.5, к матрице H1 проверки четности, имеющей параметры, заданные в Уравнениях (15) по (20) ниже, и сгенерированная матрица H2 проверки четности представляется в Таблицах 1 по 6.
Figure 00000046
Figure 00000047
Figure 00000048
Figure 00000049
Figure 00000050
Figure 00000051
Таблица 1  
Figure 00000052
  
Таблица 1 показывает пример матрицы проверки четности, представляющий информацию местоположения строк с 1 в каждом 0-м столбце в матрице проверки четности, состоящей из 10 групп столбцов. {122, 149, …, 2773} представляют местоположения строк с 1 в 0-м столбце в 0-й группе столбцов, {167, 279, …, 2681} представляют местоположения строк с 1 в 0-м столбце в 1-м столбце и {866, 1229, 2661} представляют местоположения строк с 1 в 0-м столбце в 9-м столбце. Матрицы проверки четности, представленные посредством Таблиц 2-41 ниже, также могут толковаться таким же образом.
Таблица 2  
Figure 00000053
  
Таблица 3  
Figure 00000054
  
Таблица 4  
Figure 00000055
  
Таблица 5  
Figure 00000056
  
Таблица 6  
Figure 00000057
  
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, матрицы H2 и H3 проверки четности эффективно генерируются посредством применения способа из фиг.5 к матрице H1 проверки четности, имеющей параметры, заданные в Уравнениях (21) по (26) ниже, и сгенерированные матрицы H2 и H3 проверки четности представляются в Таблицах 7 по 18.
Figure 00000058
Figure 00000059
Figure 00000060
Figure 00000061
Figure 00000062
Figure 00000063
Таблица 7  
Figure 00000064
  
Таблица 8  
Figure 00000065
  
Таблица 9  
Figure 00000066
  
Таблица 10  
Figure 00000067
  
Таблица 11  
Figure 00000068
  
Таблица 12  
Figure 00000069
  
Таблица 13  
Figure 00000070
  
Таблица 14  
Figure 00000071
  
Таблица 15  
Figure 00000072
  
Таблица 16  
Figure 00000073
  
Таблица 17  
Figure 00000074
  
Таблица 18  
Figure 00000075
  
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, матрицы Н2 и H3 проверки четности эффективно генерируются посредством применения способа из фиг.5 к матрице H1 проверки четности, имеющей параметры, заданные в Уравнениях (27) по (31) ниже, и сгенерированные матрицы H2 и Н3 проверки четности представляются в Таблицах 19 по 28.
Figure 00000076
Figure 00000077
Figure 00000078
Figure 00000079
Figure 00000080
Таблица 19  
Figure 00000081
  
Таблица 20  
Figure 00000082
  
Таблица 21  
Figure 00000083
  
Таблица 22  
Figure 00000084
  
Таблица 23  
Figure 00000085
  
Таблица 24  
Figure 00000086
  
Таблица 25  
Figure 00000087
  
Таблица 26  
Figure 00000088
  
Таблица 27  
Figure 00000089
  
Таблица 28  
Figure 00000090
  
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, матрица Н2 проверки четности эффективно генерируется посредством применения способа из фиг.5 к матрице H1 проверки четности, имеющей параметры, заданные в Уравнениях (32) по (35) ниже, и сгенерированная матрица H2 проверки четности представляется в Таблицах 29 по 32.
Figure 00000091
Figure 00000092
Figure 00000093
Figure 00000094
Таблица 29  
Figure 00000095
  
Таблица 30  
Figure 00000096
  
Таблица 31  
Figure 00000097
  
Таблица 32  
Figure 00000098
  
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, матрица Н2 проверки четности эффективно генерируется посредством применения способа фиг.5 к матрице H1 проверки четности, имеющей параметры, заданные в Уравнениях (36) по (40) ниже, и сгенерированная матрица H2 проверки четности представляется в Таблицах 33 по 37.
Figure 00000099
Таблица 33  
Figure 00000100
  
Таблица 34  
Figure 00000101
  
Таблица 35  
Figure 00000102
  
Таблица 36  
Figure 00000103
  
Таблица 37  
Figure 00000104
  
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, матрица H2 проверки четности эффективно генерируется посредством применения способа из фиг.5 к матрице H1 проверки четности, имеющей параметры, заданные в Уравнениях (41) по (44) ниже, и сгенерированная матрица H2 проверки четности представляется в Таблицах 38 по 41.
Figure 00000105
Figure 00000106
Таблица 38  
Figure 00000107
  
Таблица 39  
Figure 00000108
  
Таблица 40  
Figure 00000109
  
Таблица 41  
Figure 00000110
  
Фиг.11 является блок-схемой, иллюстрирующей структуру системы связи с использованием линейных блочных кодов согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Ссылаясь на фиг.11, сообщение u кодируется в передатчике 1110 посредством кодера 1111 LDPC, который выводит сигнал c. Выведенный сигнал c модулируется посредством модулятора 1113, который выводит сигнал s, который передается по беспроводному каналу 1120. В приемнике 1130 демодулятор 1131 демодулирует сигнал r, принятый через канал 1120, и выводит демодулированный сигнал x. Декодер 1133 LDPC извлекает оценку сообщения из демодулированного сигнала x.
Кодер 1111 LDPC и декодер 1133 LDPC выбирают матрицу проверки четности согласно длине блока, требуемой системой связи, и выполняют ее кодирование и декодирование с использованием предварительно определенной схемы кодирования/декодирования. Конкретно, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, кодер 1111 LDPC и декодер 1133 LDPC поддерживают различные длины блока в коде LDPC посредством генерирования матрицы проверки четности кода LDPC большого размера из матрицы проверки четности кода LDPC маленького размера или посредством генерирования матрицы проверки четности кода LDPC маленького размера из матрицы проверки четности кода LDPC большого размера, или могут поддерживать различные длины блока с использованием матрицы проверки четности кода LDPC, имеющей самую длинную длину блока, без отдельного сохранения матриц проверки четности кодов LDPC, имеющих разные длины блока.
Фиг.12 является блок-схемой, иллюстрирующей устройство передачи с использованием кода LDPC, сгенерированного согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Устройство передачи включает в себя модуль 1210 извлечения матрицы проверки четности кода LDPC, контроллер 1230 и кодер 1250 LDPC.
Модуль 1210 извлечения матрицы проверки четности кода LDPC извлекает матрицу проверки четности кода LDPC согласно требованиям системы. Матрица проверки четности кода LDPC может извлекаться из информации последовательности, окончательно полученной посредством способа, проиллюстрированного на фиг.5, с использованием Уравнения (10) или (11), может извлекаться из памяти, хранящей матрицу проверки четности, может задаваться в устройстве передачи или может генерироваться в устройстве передачи.
Контроллер 1230 определяет требуемую матрицу проверки четности согласно длине кодового слова или длине информационного слова, чтобы удовлетворять требованиям системы. Соответственно, контроллер 1230 может включать в себя модуль 1210 извлечения матрицы проверки четности кода LDPC.
Кодер 1250 LDPC выполняет кодирование на основе информации о матрице проверки четности кода LDPC, вызванной контроллером 1230 и модулем 1210 извлечения матрицы проверки четности кода LDPC.
Фиг.13 является блок-схемой, иллюстрирующей устройство приема согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Конкретно, устройство приема, проиллюстрированное на фиг.13, принимает сигнал, передаваемый системой связи с использованием построенного кода LDPC, и восстанавливает пользовательские требуемые данные от принятого сигнала.
Устройство приема включает в себя демодулятор 1310, определитель 1330 матрицы проверки четности, контроллер 1350, модуль 1370 извлечения матрицы проверки четности кода LDPC и декодер 1390 LDPC.
Демодулятор 1310 принимает и демодулирует код LDPC и передает демодулированный сигнал в определитель 1330 матрицы проверки четности и декодер 1390 LDPC.
Определитель 1330 матрицы проверки четности, под управлением контроллера 1350, определяет матрицу проверки четности кода LDPC, используемую в системе, из демодулированного сигнала.
Контроллер 1350 передает определение, сделанное посредством определителя 1330 матрицы проверки четности, в модуль 1370 извлечения матрицы проверки четности кода LDPC и декодер 1390 LDPC.
Модуль 1370 извлечения матрицы проверки четности кода LDPC, под управлением контроллера 1350, извлекает матрицу проверки четности кода LDPC, требуемую системой, и передает извлеченную матрицу проверки четности в декодер 1390 LDPC. Альтернативно, контроллер 1350 может включать в себя по меньшей мере одно из определителя 1330 матрицы проверки четности и модуля 1370 извлечения матрицы проверки четности кода LDPC. Матрица проверки четности кода LDPC может извлекаться из информации последовательности, в конце концов, полученной посредством способа из фиг.5, с использованием Уравнения (10) или (11), может извлекаться из памяти, хранящей матрицу проверки четности, может задаваться в устройстве приема или может генерироваться в устройстве приема.
Декодер 1390 LDPC под управлением контроллера 1350 выполняет декодирование на основе принятого сигнала, передаваемого из демодулятора 1310, и информации о матрице проверки четности кода LDPC, передаваемой из модуля 1370 извлечения матрицы проверки четности кода LDPC.
Фиг.14 иллюстрирует операцию декодирования устройства приема согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
На этапе 1410, определитель 1330 матрицы проверки четности определяет, из принятого сигнала, матрицу проверки четности кода LDPC, используемую в системе. На этапе 1420, контроллер 1350 передает информацию о матрице проверки четности кода LDPC в модуль 1370 извлечения матрицы проверки четности кода LDPC и декодер 1390 LDPC, как результат определения, сделанного посредством определителя 1330 матрицы проверки четности. На этапе 1430, модуль 1370 извлечения матрицы проверки четности кода LDPC извлекает матрицу проверки четности кода LDPC, требуемую в системе, и доставляет ее в декодер 1390 LDPC. На этапе 1440, декодер 1390 LDPC декодирует принятую матрицу проверки четности кода LDPC.
В то время как примеры из фиг.11 по 14 были описаны в соединении с кодами LDPC, в качестве примера, вышеописанная структура и операция устройства передачи/приема могут применяться таким же образом не только к коду LDPC, но также к другим линейным блочным кодам, использующим матрицу проверки четности.
Как является очевидным из предшествующего описания, согласно вышеописанным вариантам осуществления настоящего изобретения матрица проверки четности линейного блочного кода, имеющего очень длинную длину кодового слова, может эффективно конструироваться из матрицы проверки четности маленького размера при поддержании частично оптимизированных циклических характеристик на графе Таннера.
В дополнение, настоящее изобретение может генерировать линейные блочные коды, имеющие различные длины блока, с использованием информации о матрице проверки четности, заданной в системе связи с использованием линейных блочных кодов. Так как линейные блочные коды, имеющие различные длины блока, могут поддерживаться из одной матрицы проверки четности, информация матрицы проверки четности может эффективно сохраняться, обеспечивая расширение системы.
В то время как настоящее изобретение было показано и описано со ссылкой на некоторые его варианты осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать, что могут делаться различные изменения в форме и деталях без выхода из сущности и объема изобретения, как определено посредством прилагаемых пунктов формулы изобретения и их эквивалентов.

Claims (12)

1. Способ для кодирования канала в системе связи с использованием кода проверки четности низкой плотности (LDPC), содержащий этапы:
извлечения матрицы проверки четности LDPD кода; и
выполнения кодирования LDPC с использованием извлеченной матрицы проверки четности,
при этом матрица проверки четности формируется, как определяется в следующей таблице:
Figure 00000111
2. Способ по п.1, в котором матрица проверки четности имеет множество групп столбцов, обеспечиваемых посредством группирования столбцов, соответствующих информационному слову, при этом каждая группа столбцов имеет 72 столбца, и
при этом каждая строка в таблице указывает положения '1' в первом столбце среди 72 столбцов соответствующей группы столбцов матрицы проверки четности.
3. Способ по п.1, в котором кодовая скорость обозначает отношение длины информационного слова к длине кодового слова, соответственно, соответствуя матрице проверки четности.
4. Способ для декодирования канала в системе связи с использованием кода проверки четности низкой плотности (LDPC), содержащий этапы:
извлечения матрицы проверки четности LDPD кода; и
выполнения декодирования LDPC с использованием извлеченной матрицы проверки четности, при этом матрица проверки четности формируется, как определяется в следующей таблице:
Figure 00000112
5. Способ по п.4, в котором матрица проверки четности имеет множество групп столбцов, обеспечиваемых посредством группирования столбцов, соответствующих информационному слову, при этом каждая группа столбцов имеет 72 столбца, и
при этом каждая строка в таблице указывает положения '1' в первом столбце среди 72 столбцов соответствующей группы столбцов матрицы проверки четности.
6. Способ по п.4, в котором кодовая скорость обозначает отношение длины информационного слова к длине кодового слова, соответственно, соответствуя матрице проверки четности.
7. Устройство для кодирования канала в системе связи с использованием кода проверки четности низкой плотности (LDPC), содержащее:
контроллер для извлечения матрицы проверки четности LDPD кода из памяти; и
кодер для выполнения кодирования LDPC с использованием извлеченной матрицы проверки четности,
при этом матрица проверки четности формируется, как определяется в следующей таблице:
Figure 00000113
8. Устройство по п.7, в котором матрица проверки четности имеет множество групп столбцов, обеспечиваемых посредством группирования столбцов, соответствующих информационному слову, при этом каждая группа столбцов имеет 72 столбца, и
при этом каждая строка в таблице указывает положения '1' в первом столбце среди 72 столбцов соответствующей группы столбцов матрицы проверки четности.
9. Устройство по п.7, в котором кодовая скорость обозначает отношение длины информационного слова к длине кодового слова, соответственно, соответствуя матрице проверки четности.
10. Устройство для декодирования канала в системе связи с использованием кода проверки четности низкой плотности (LDPC), содержащее:
контроллер для извлечения матрицы проверки четности LDPD кода из памяти; и
декодер для выполнения декодирования LDPC с использованием извлеченной матрицы проверки четности,
при этом матрица проверки четности формируется, как определяется в следующей таблице:
Figure 00000114
11. Устройство по п.10, в котором матрица проверки четности имеет множество групп столбцов, обеспечиваемых посредством группирования столбцов, соответствующих информационному слову, при этом каждая группа столбцов имеет 72 столбца, и
при этом каждая строка в таблице указывает положения '1' в первом столбце среди 72 столбцов соответствующей группы столбцов матрицы проверки четности.
12. Устройство по п.10, в котором кодовая скорость обозначает отношение длины информационного слова к длине кодового слова, соответственно, соответствуя матрице проверки четности.
RU2012122774/08A 2009-11-02 2010-11-02 Устройство и способ для генерирования матрицы проверки четности в системе связи с использованием линейных блочных кодов и устройство передачи/приема и способ для использования этого RU2537806C2 (ru)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2009-0105092 2009-11-02
KR20090105092 2009-11-02
KR1020100027322A KR20110048443A (ko) 2009-11-02 2010-03-26 선형 블록 부호를 사용하는 통신 시스템에서 패리티 검사 행렬을 생성하는 방법과 이를 이용한 채널 부호/복호 장치 및 방법
KR10-2010-0027322 2010-03-26
KR10-2010-0054388 2010-06-09
KR1020100054388A KR20110048448A (ko) 2009-11-02 2010-06-09 선형 블록 부호를 사용하는 통신 시스템에서 패리티 검사 행렬을 생성하는 방법과 이를 이용한 채널 부호화/복호화 장치 및 방법
KR10-2010-0082182 2010-08-24
KR1020100082182A KR101644656B1 (ko) 2009-11-02 2010-08-24 선형 블록 부호를 사용하는 통신 시스템에서 패리티 검사 행렬을 생성하는 방법과 이를 이용한 채널 부호화/복호화 장치 및 방법
PCT/KR2010/007679 WO2011053101A2 (en) 2009-11-02 2010-11-02 Apparatus and method for generating a parity check matrix in a communication system using linear block codes, and a transmission/reception apparatus and method using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012122774A RU2012122774A (ru) 2013-12-10
RU2537806C2 true RU2537806C2 (ru) 2015-01-10

Family

ID=43426154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012122774/08A RU2537806C2 (ru) 2009-11-02 2010-11-02 Устройство и способ для генерирования матрицы проверки четности в системе связи с использованием линейных блочных кодов и устройство передачи/приема и способ для использования этого

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8423860B2 (ru)
EP (2) EP2317656A1 (ru)
JP (1) JP5436688B2 (ru)
KR (1) KR101644656B1 (ru)
CN (1) CN102696175B (ru)
AU (1) AU2010313884B2 (ru)
RU (1) RU2537806C2 (ru)
WO (1) WO2011053101A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743784C1 (ru) * 2020-11-13 2021-02-26 Акционерное Общество "Крафтвэй Корпорэйшн Плс" Способ кодирования данных на основе LDPC кода

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8423861B2 (en) * 2009-11-19 2013-04-16 Lsi Corporation Subwords coding using different interleaving schemes
CN104334249A (zh) * 2012-05-07 2015-02-04 唐纳森公司 用于硅氧烷污染物去除的材料、方法及设备
US9203431B2 (en) * 2013-03-15 2015-12-01 Hughes Networks Systems, Llc Low density parity check (LDPC) encoding and decoding for small terminal applications
CN103312457B (zh) * 2013-05-09 2016-04-13 西安电子科技大学 卷积码编码参数全盲识别方法
CN104270225B (zh) * 2014-09-11 2017-11-03 山东大学 一种差错控制编码的码字类型盲识别方法
US10284230B2 (en) * 2016-11-15 2019-05-07 Western Digital Technologies, Inc. Linked storage system and host system error correcting code
EP4187794A1 (en) 2017-06-15 2023-05-31 Huawei Technologies Co., Ltd. Qc-ldpc codes for 3gpp 5g mobile radio
CN109327225B9 (zh) * 2017-06-27 2021-12-10 华为技术有限公司 信息处理的方法、装置和通信设备
KR102549344B1 (ko) * 2017-08-10 2023-06-30 삼성전자주식회사 통신 또는 방송 시스템에서 채널 부호화/복호화 방법 및 장치
WO2019031925A1 (ko) 2017-08-10 2019-02-14 삼성전자 주식회사 통신 또는 방송 시스템에서 채널 부호화/복호화 방법 및 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010134401A (ru) * 2008-02-18 2012-02-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. (KR) Способ и устройство для кодирования и декодирования канала в системе связи с использованием кодов с низкой плотностью проверок на четность

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4320642A (en) * 1979-12-28 1982-03-23 The Eastern Company Paddle locks with handle disconnect features
US6695361B1 (en) * 2001-03-30 2004-02-24 Tri/Mark Corporation Latch structure
US6895547B2 (en) 2001-07-11 2005-05-17 International Business Machines Corporation Method and apparatus for low density parity check encoding of data
US6471260B1 (en) * 2001-08-06 2002-10-29 The Eastern Company Rotary latches with enhanced service longevity
WO2004006443A1 (en) 2002-07-03 2004-01-15 Hughes Electronics Corporation Bit-interleaved coded modulation using low density parity check (ldpc) codes
KR100996029B1 (ko) 2003-04-29 2010-11-22 삼성전자주식회사 저밀도 패리티 검사 코드의 부호화 장치 및 방법
US7320488B2 (en) * 2004-06-22 2008-01-22 Tri/Mark Corporation Latch assembly
US7156430B2 (en) * 2004-06-22 2007-01-02 Tri/Mark Corporation Latch assembly
US7543212B2 (en) 2004-09-13 2009-06-02 Idaho Research Foundation, Inc. Low-density parity-check (LDPC) encoder
WO2006039801A1 (en) 2004-10-12 2006-04-20 Nortel Networks Limited System and method for low density parity check encoding of data
EP1966897A4 (en) 2005-12-27 2012-05-30 Lg Electronics Inc DEVICES AND METHODS FOR DECODING USING A CHANNEL CODE OR LPDC
KR101147768B1 (ko) 2005-12-27 2012-05-25 엘지전자 주식회사 채널 코드를 이용한 복호화 방법 및 장치
US8029029B2 (en) * 2006-01-06 2011-10-04 PI Optima, Inc. Rotary latch with joystick
KR20090003164A (ko) 2006-01-10 2009-01-09 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 검사 행렬 생성 방법
US8433984B2 (en) * 2007-01-24 2013-04-30 Qualcomm Incorporated LDPC encoding and decoding of packets of variable sizes
PT2509270T (pt) * 2007-11-26 2017-07-18 Sony Corp Aparelho de processamento de dados e método de processamento de dados bem como aparelho de descodificação e método de descodificação
AU2008332040B2 (en) * 2007-12-06 2012-04-05 Postech Academy Industry Foundation Method and apparatus for encoding and decoding channel in a communication system using low-density parity-check codes
KR101192920B1 (ko) 2008-02-18 2012-10-18 포항공과대학교 산학협력단 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서 채널부호/복호 장치 및 방법
PL2091156T3 (pl) * 2008-02-18 2014-01-31 Samsung Electronics Co Ltd Urządzenie i sposób do kodowania i dekodowania kanału w systemie komunikacyjnym z wykorzystaniem kodów kontroli bitów parzystości o niskiej gęstości
JP2012004873A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Sony Corp データ処理装置、及びデータ処理方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010134401A (ru) * 2008-02-18 2012-02-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. (KR) Способ и устройство для кодирования и декодирования канала в системе связи с использованием кодов с низкой плотностью проверок на четность

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743784C1 (ru) * 2020-11-13 2021-02-26 Акционерное Общество "Крафтвэй Корпорэйшн Плс" Способ кодирования данных на основе LDPC кода

Also Published As

Publication number Publication date
AU2010313884B2 (en) 2014-07-17
CN102696175A (zh) 2012-09-26
EP2317656A1 (en) 2011-05-04
AU2010313884A1 (en) 2012-05-31
JP2013509132A (ja) 2013-03-07
WO2011053101A2 (en) 2011-05-05
JP5436688B2 (ja) 2014-03-05
KR101644656B1 (ko) 2016-08-10
CN102696175B (zh) 2015-09-30
RU2012122774A (ru) 2013-12-10
EP2472725A1 (en) 2012-07-04
US8423860B2 (en) 2013-04-16
KR20110048450A (ko) 2011-05-11
US20110107173A1 (en) 2011-05-05
WO2011053101A3 (en) 2011-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2537806C2 (ru) Устройство и способ для генерирования матрицы проверки четности в системе связи с использованием линейных блочных кодов и устройство передачи/приема и способ для использования этого
KR101503059B1 (ko) 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서 채널 부호/복호 방법 및 장치
KR101502623B1 (ko) 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서 채널부호/복호 방법 및 장치
JP5506878B2 (ja) 低密度パリティ検査符号のパリティ検査行列生成方法
US8495459B2 (en) Channel-encoding/decoding apparatus and method using low-density parity-check codes
KR101740316B1 (ko) 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서 채널 부호화/복호화 방법 및 장치
CN102714504A (zh) 在通信***中传送和接收数据的方法和装置
KR101503653B1 (ko) 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서 채널 부호화/복호화 방법 및 장치
KR20170075627A (ko) 통신 또는 방송 시스템에서 채널 부호화/복호화 방법 및 장치
KR20090093778A (ko) 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서 채널부호/복호 장치 및 방법
KR101413783B1 (ko) 가변 블록 길이의 저밀도 패리티 검사 부호를 이용한 채널 부호화/복호화 방법 및 장치
KR101128804B1 (ko) 참조 행렬을 이용한 ｌｐｄｃ 부호화 및 복호화 방법
KR101503655B1 (ko) 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서 채널 부호/복호 방법 및 장치
KR101192920B1 (ko) 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서 채널부호/복호 장치 및 방법
KR101503654B1 (ko) 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서 채널 부호/복호 방법 및 장치
KR20110048448A (ko) 선형 블록 부호를 사용하는 통신 시스템에서 패리티 검사 행렬을 생성하는 방법과 이를 이용한 채널 부호화/복호화 장치 및 방법
KR20110048443A (ko) 선형 블록 부호를 사용하는 통신 시스템에서 패리티 검사 행렬을 생성하는 방법과 이를 이용한 채널 부호/복호 장치 및 방법
KR20120102466A (ko) 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 및 방송 시스템에서 채널 부호화/복호화 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20140819

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161103