[發(fā)明專利]用LDPC碼的自適應(yīng)可變碼率的編碼和解碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580020426.2
• 申請日: 2005-06-24
• 公開（公告）號: CN101133557A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳旼錫;丁奎赫
• 申請（專利權(quán)）人: LG電子株式會社
• 主分類號: H03M13/00
• 分類號: H03M13/00
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 鐘強;夏凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及編解碼方法，且更為具體地說涉及使用LDPC碼的可變碼率的自適應(yīng)編碼/解碼。盡管本發(fā)明適用于寬范圍的應(yīng)用，但是特別適用于有效地使得低密度奇偶校驗(LDPC)碼適應(yīng)于具有應(yīng)用于它的可變碼率的通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

一般，編碼是發(fā)射側(cè)為接收側(cè)進行的數(shù)據(jù)處理的處理過程，盡管在發(fā)射側(cè)通過通信信道發(fā)送數(shù)據(jù)時，由于信號失真，損失等引起錯誤，仍恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。并且，解碼是接收側(cè)將編碼的發(fā)送的數(shù)據(jù)恢復(fù)成原始數(shù)據(jù)的處理過程。

近來，對使用LPDC碼的編碼方法予以了很多關(guān)注。LPDC碼是在1962年由Gallager提出的線性分組碼，由于奇偶校驗矩陣H的多數(shù)元素是零，其具有低密度。由于那時的技術(shù)困難實現(xiàn)很復(fù)雜的LDPC碼是困難的。但是，在1995年LDPC碼被考慮，使得它的優(yōu)越性能受到驗證。所以，做了很多工作研究和開發(fā)LPDC碼(參考文獻：[1]RobertG.Gallager，”Low-Density?Parity-Check?Codes”，The?MIT?Press，September?15，1963。[2]D.J.C.Mackay，Good?error-correcting?codes?basedon?very?spars?matrices，IEEE?Trans.Inform.Theory，IT-45，pp.399-431(1999))

LDPC碼的奇偶校驗矩陣是包括“0”和“1”的二進制矩陣。由于LDPC碼的奇偶校驗矩陣的“1”的數(shù)目很小，在大的矩陣大小的情況，通過重復(fù)解碼實現(xiàn)LDPV的奇偶校驗矩陣的解碼。如果矩陣的大小非常大，則LDPC碼的奇偶校驗矩陣顯示出近似于像turbo碼的香農(nóng)的信道容量限制的性能。

用(n-k)×n維的奇偶校驗矩陣H能夠解釋LDPC碼。并且，通過公式1能夠求出對應(yīng)于奇偶校驗矩陣H的發(fā)生器矩陣G

公式1

H·G＝0

在使用LDPC的編解碼方法中，使用與奇偶校驗矩陣H具有公式1關(guān)系的發(fā)生器矩陣G，發(fā)射側(cè)由公式2編碼輸入數(shù)據(jù)。

公式2

c＝G·u，其中“c”是碼字(codeword)，且“u”是數(shù)據(jù)幀。

但是，目前普遍使用，利用奇偶校驗矩陣而不是發(fā)生器矩陣G的輸入數(shù)據(jù)編碼方法。因此，如在上述中解釋的，在使用LDPC碼的編碼/解碼方法中奇偶校驗矩陣H是最重要的因素。

同時，在最近的移動通信系統(tǒng)或無線因特網(wǎng)系統(tǒng)中，普遍使用通過根據(jù)信道狀態(tài)或要發(fā)送的數(shù)據(jù)量改變碼率來編碼輸入數(shù)據(jù)的可變碼率方案。并且，碼率“r”能夠用公式3表達。

公式3

r＝k/3，“k”是源數(shù)據(jù)長度，且“n”是編碼的數(shù)據(jù)(碼字)長度。

編碼的數(shù)據(jù)(碼字)由系統(tǒng)位和奇偶位構(gòu)成。系統(tǒng)位是在編碼前的源數(shù)據(jù)，且奇偶位是被添加到系統(tǒng)位的后部的部分。“n”是系統(tǒng)位數(shù)和奇偶位數(shù)的總和值。為了提高碼率，能夠減小奇偶位。為了降低碼率，能夠減小系統(tǒng)位。

在良好的信道狀態(tài)時一般使用奇偶位減小方案。而在信道狀態(tài)不好時使用系統(tǒng)位減小方案。

但是，盡管提出了將可變碼率應(yīng)用到使用turbo或卷積碼的編碼/解碼方法的各種方案，將可變碼率應(yīng)用到使用LDPC碼的編碼/解碼方法的方法仍是未知的。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明涉及使用LDPC的可變碼率的自適應(yīng)編碼/解碼方法，其基本避免了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點造成的一個或多個問題。

本發(fā)明的目的是提供一種使用LDPC碼的可變碼率的自適應(yīng)編碼/解碼方法，通過該方法低密度奇偶校驗(LDPC)碼可應(yīng)用于利用可變碼率的系統(tǒng)。

本發(fā)明另一目的是提供使用LDPC碼的可變碼率的自適應(yīng)編碼/解碼方法，通過該方法，在改變奇偶矩陣H以將可變碼率應(yīng)用于通信系統(tǒng)時，能夠使得行或列權(quán)值對于整個奇偶校驗矩陣H具有規(guī)律性。

本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點在下面的說明中說明，其部分從說明可見是明顯的，或通過實施可以學(xué)習(xí)。通過說明，權(quán)利要求和附圖指出的結(jié)構(gòu)能夠獲得本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點。

為實現(xiàn)這些和其他優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明的用途，如實施例表明的和廣泛說明的，在包括多個子矩陣的奇偶校驗矩陣中，根據(jù)本發(fā)明的可變碼率的自適應(yīng)編碼方法包括步驟：通過根據(jù)碼率減小構(gòu)成第一奇偶校驗矩陣的多個子矩陣的一部分，產(chǎn)生對應(yīng)于碼率的第二奇偶校驗矩陣，其中所述碼率應(yīng)用于編碼輸入源數(shù)據(jù)的；和使用第二奇偶校驗矩陣編碼輸入源數(shù)據(jù)。