[發明專利]用于使用生成矩陣的三角分解在糾錯編碼中對數據進行系統編碼的方法和裝置

在審

• 申請號: 202080095366.5
• 申請日: 2020-11-14
• 公開（公告）號: CN115039344A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 埃達爾·阿瑞肯
• 申請（專利權）人: 波拉蘭哈伯雷斯姆技術公司
• 主分類號: H03M13/13
• 分類號: H03M13/13;H03M13/29
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃隸凡

一種可靠地傳送源數據塊(SDB)311的系統編碼器300，其被配置用于外變換矩陣U和內變換矩陣L。內編碼器301接收SDB并生成輸出約束塊(OCB)312，作為在內變換矩陣的子矩陣的逆下的SDB圖像。外編碼器302接收固定的數據塊(FDB)313和OCB，并且生成變換輸出塊(TOB)315，作為在外變換矩陣下的變換輸入塊(TIB)314圖像。TIB在TIB的子塊中透明地包含FDB，并且TOB在TOB的子塊中透明地包含OCB。內編碼器接收TOB并生成發送的碼塊(TCB)，TCB在其子塊中透明地包含SDB。

技術領域

本發明總體上涉及用于在通信系統中對數據進行系統編碼的方法和裝置，更具體地涉及使用生成矩陣的三角分解對數據進行系統編碼。

背景技術

在現代數字數據傳輸(無線電話、無線數據傳輸、到播放器的光盤傳輸、接收音樂數據的音樂播放器等)中，信道編碼器可以接收源數據塊(Source Data Block，SDB)并向其添加冗余(通過使SDB經過變換)，以產生發送碼塊(Transmitted Code Block，TCB)，與導出TCB的SDB相比，該TCB被更好地保護以免受傳輸信道中的噪聲的影響。在傳輸信道另一端的接收器對接收碼塊(Received Code Block，RCB)進行接收，該RCB是被信道噪聲和/或失真破壞的TCB版本，并且接收器使用信道解碼器從RCB產生解碼的源數據塊(Decoded SourceData Block，DSDB)。然后，DSDB轉發到目的地(例如將解碼數據作為音頻播放的音樂播放器或者將解碼數據存儲為文件的存儲設備)。

如果DSDB不是SDB的相同副本，則認為發生幀錯誤。信道編碼的普遍接受的設計目標是將誤幀率(Frame Error Rate，FER)降低到可接受的水平。信道編碼性能的第二種度量是誤符號率(Symbol Error Rate，SER)，其是其中DSDB不同于SDB的符號(坐標)的平均數。如果數據符號是二進制的，則使用術語誤碼率(Bit Error Rate，BER)而不是SER。以過多計算為代價來降低FER/SER的信道碼幾乎沒有實際用途。在現有技術中，存在許多類別的信道編碼器(例如線性塊編碼器)，其能夠在FER/SER與實現方式的復雜度之間實現可接受的折衷。

一種類型的用于線性塊碼的編碼器是非系統編碼器，其通過將SDB乘以生成矩陣來將SDB編碼成TCB。在非系統編碼中，SDB不保證作為TCB的一部分透明地出現。替代的編碼方法是系統編碼，在該系統編碼中，保證SDB作為TCB的一部分透明地出現。

系統編碼提供了優于非系統編碼的若干優點。第一，使SDB作為TCB的一部分透明地出現可能是系統要求，而不是選項。第二，系統編碼通常提高SER/BER性能，而不會導致FER性能的劣化。第三，系統編碼使得可以在RCB上的“硬決策”產生有效的TCB(其中有效性可以通過檢查是否滿足某些奇偶校驗來驗證)時繞過解碼功能。繞過解碼器節省了能量，這在電池操作的設備中是重要的。第四，在一些編碼方案(例如Turbo編碼[BER1996])中，系統編碼是必要的，在這些編碼方案中，采用依賴于系統編碼來進行操作的迭代解碼方法。

本發明提供了用于三角分解(Triangular Factorization，TF)碼的系統編碼方法，TF碼是在[ARI2019b]中公開的較新類型的線性塊碼。TF碼基于將碼生成矩陣三角分解成外變換矩陣和內變換矩陣。在TF碼的一個實施例中，外變換矩陣是可逆上三角(Invertible Upper-Triangular，IUT)矩陣，而內變換矩陣是可逆下三角(InvertibleLower-Triangular，ILT)矩陣。TF碼的更具體的實施例是極化調整卷積(PolarizationAdjusted Convolutional，PAC)碼，其也在[ARI2019b]中介紹并在[ARI2019c]中進一步討論。

在現有技術中沒有專門為TF碼或PAC碼的系統編碼而設計的方法。本發明提供了用于TF碼及其各種實施例(例如PAC碼)的系統編碼方法。本文提供的系統編碼方法利用TF碼及其各種實施例的特殊特性，以便降低系統編碼的復雜度。