用于地面云广播的低密度奇偶校验码的制作方法
【专利摘要】提供了用于地面云广播的LDPC（低密度奇偶校验）码。基于LDPC（低密度奇偶校验）来编码输入信息的方法包括接收信息，并使用奇偶校验矩阵利用LDPC码字来编码该输入信息，其中该奇偶校验矩阵可具有通过组合比参考值具有较高码率的LDPC码的第一奇偶校验矩阵和比参考值具有较低码率的LDPC码的第二奇偶校验矩阵而获得的结构。
【专利说明】用于地面云广播的低密度奇偶校验码
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年5月16日提交的韩国专利申请第10-2013-0055762号的优先权，其内容通过引用而在这里全部合并。
【技术领域】
[0003]本发明的实施例针对用于地面云广播信号的LDPC (低密度奇偶校验)码，以校正在单频网络中操作的地面云广播系统中的无线电信道上出现的误差。
【背景技术】
[0004]当前地面TV广播导致共计为服务覆盖范围的三倍的共信道(co-channel)干扰，并由此不能重用在该服务覆盖范围的三倍之内的区域中的相同频率。这样，其中不能重用频率的区域被称为空白空间(white space)。空白空间的出现急剧恶化了谱效率。该状况导致需要促进频率重用和空白空间去除的传送技术，这集中于接收的鲁棒性、以及传送容量的增加，以便增强谱效率。
[0005]最近在名为“Cloud Transmiss1n:A New Spectrum-Reuse Friendly DigitalTerrestrial Broadcasting Transmiss1n System，，，published IEEE Transact1ns onBroadcasting, vol.58, n0.3on IEEE Transact1ns on Broadcasting, vol.58, n0.3 的文献中已提出了地面云广播技术，其提供容易的重用，防止出现空白空间，并允许容易地设立和操作单频网络。
[0006]这样的地面云广播技术的使用使得广播装置能通过单一广播信道传送在全国相同或在每一局域不同的广播内容。然而，为了实现这样的目标，接收机应能够在其中从不同发射机传送的信号重叠的区域(即，重叠区)中接收一个或多个地面云广播信号，并应能够对接收的地面云广播信号进行彼此区分，并对区分的信号进行解调。
[0007]换言之，在其中存在相同信道干扰并且不对于每一传送信号保证定时和频率同步的状况下，应解调一个或多个云广播信号。
[0008]为此，地面云广播系统需要在其中噪声功率大于广播信号的功率的环境(S卩，负SNR (信噪比)环境)中操作。因此，存在对于甚至在用于地面云广播的这样的负SNR环境中操作的误差校正码的需求。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供LDPC编码器和LDPC编码方法，用于基于LDPC (低密度奇偶校验)来编码输入信息。
[0010]本发明的另一目的是提供一种甚至在用于地面云广播的负SNR (信噪比)环境中操作的LDPC (低密度奇偶校验)码。
[0011]本发明的另一目的是提供一种比现有LDPC码具有更好性能和更低复杂度的LDPC码。
[0012]根据本发明的一个方面,一种基于LDPC (低密度奇偶校验)来编码输入信息的方法包括:接收信息；和使用奇偶校验矩阵利用LDPC码字来编码该输入信息，其中该奇偶校验矩阵可具有通过组合比参考值具有较高码率的LDPC码的第一奇偶校验矩阵和比参考值具有较低码率的LDPC码的第二奇偶校验矩阵而获得的结构。
[0013]在实施例中，该奇偶校验矩阵可包括零矩阵、单位矩阵(identity matrix)、和双对角矩阵。
[0014]在另一实施例中，所编码的LDPC码字可包括与输入信息对应的系统部分、与双对角矩阵对应的第一奇偶部分、和与单位矩阵对应的第二奇偶部分。
[0015]在另一实施例中，所述编码步骤可包括:使用该第一奇偶校验矩阵和该输入信息来计算该第一奇偶部分；和基于该输入信息和所计算的第一奇偶部分，使用该第二奇偶校验矩阵来计算该第二奇偶部分。
[0016]在另一实施例中，该双对角矩阵的单元矩阵可构成双对角线并且是单位矩阵，而该双对角矩阵的剩余单元矩阵可以是零矩阵。
[0017]在另一实施例中，构成双对角线的双对角矩阵的单元矩阵可以和构成该单位矩阵的对角线的单元矩阵连续。
[0018]在另一实施例中，该方法可进一步包括，在所述编码步骤之前，确定LDPC码的码率，并根据确定的码率来确定该双对角矩阵的尺寸。
[0019]在另一实施例中，该奇偶校验矩阵可包括零矩阵和循环置换矩阵。
[0020]根据本发明的另一方面，一种LDPC编码器包括:输入单元，用于接收信息；和编码单元，用于使用奇偶校验矩阵利用LDPC码字来编码该输入信息，其中该奇偶校验矩阵可具有通过组合比参考值具有较高码率的LDPC码的第一奇偶校验矩阵和比参考值具有较低码率的LDPC码的第二奇偶校验矩阵而获得的结构。
[0021]根据本发明的另一方面，一种通过LDPC (低密度奇偶校验)解码器来解码LDPC码的方法包括:接收通过奇偶校验矩阵编码的LDPC码字，和使用该奇偶校验矩阵对接收的LDPC码字进行解码，其中该奇偶校验矩阵可具有通过组合比参考值具有较高码率的LDPC码的第一奇偶校验矩阵和比参考值具有较低码率的LDPC码的第二奇偶校验矩阵而获得的结构。
[0022]根据本发明的另一方面，一种LDPC解码器包括:接收单元，用于接收通过奇偶校验矩阵编码的LDPC (低密度奇偶校验)码字；和解码单元，用于使用该奇偶校验矩阵对接收的LDPC码字进行解码，其中该奇偶校验矩阵可具有通过组合比参考值具有较高码率的LDPC码的第一奇偶校验矩阵和比参考值具有较低码率的LDPC码的第二奇偶校验矩阵而获得的结构。
[0023]在地面云广播系统中，可提供甚至在负SNR (信噪比)环境中操作的LDPC (低密度奇偶校验)。
[0024]该代码比在DVB-T2 (数字视频广播一地面版本2)和DVB-S2 (数字视频广播一卫星一第二代)系统中使用的LDPC码提供更好性能和更低复杂度。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，本发明的实施例将易于变得清楚，其中:
[0026]图1是图示了在DVB (数字视频广播)系统中使用的QC-LDPC (准循环低密度奇偶校验)码的PCM (奇偶校验矩阵)结构的图；
[0027]图2是图示了根据本发明实施例的利用在负SNR (信噪比)环境中操作的LDPC码来编码输入信息的方法的流程图；
[0028]图3是图示了根据本发明实施例的LDPC码的PCM结构的图；
[0029]图4是图示了用于地面云广播的QC-LDPC码的PCM结构的图，其中码字的长度是8192 ；
[0030]图5是图4中示出的PCM结构的扩展图；
[0031 ]图6是图示了用于地面云广播的QC-LDPC码的PCM结构的图，其中码字的长度是16384 ；
[0032]图7是图示了用于地面云广播的QC-LDPC码的PCM结构的图，其中码字的长度是32768 ；
[0033]图8是图示了用于地面云广播的QC-LDPC码的PCM结构的图，其中码字的长度是65536 ；
[0034]图9图示了根据本发明实施例的根据码率的LDPC码的PCM结构的示例；
[0035]图10是图示了根据本发明实施例的LDPC码的性能的图表；
[0036]图11是图示了根据本发明实施例的解码LDPC码字的方法的流程图；和
[0037]图12是图示了根据本发明实施例的LDPC编码器和LDPC解码器的框图。
【具体实施方式】
[0038]将参考本领域技术人员要研究的附图来详细描述本发明的实施例。然而，本发明可按照各种方式实施，并且不限于此。图中已省略了与本发明不相关的内容，并且贯穿说明书中已向相似组件分配相似附图标记。
[0039]如这里使用的，当元件“包括”或“包含”另一元件时，除非按照别的方式阐明，该元件可进一步包括或包含所述另一元件，而不排除所述另一元件。此外，如这里使用的，术语“单元”或“部分”意味着用于处理至少一个功能或操作的基础，其可按照硬件或软件或者按照软件和硬件的组合来实现。
[0040]图1是图示了在DVB (数字视频广播)系统中使用的QC-LDPC (准循环低密度奇偶校验)码的PCM (奇偶校验矩阵)结构的图。
[0041]一般来说，LDPC码已知为这样的误差校正码，其与AWGN (加性高斯白噪声)信道中的香农极限最接近，并在使能并行化解码的同时，比特波(Turbo)码提供渐近(asymptotically)更好的性能。
[0042]这样的LDPC码通过随机生成的低密度PCM (奇偶校验矩阵)定义。然而，随机生成的LDPC码需要大量存储器来存储PCM，并需要长时间来存取存储器。
[0043]为了解决这样的存储器的问题，已提出了 QC-LDPC (准循环LDPC)码，并且由零矩阵或CPM (循环置换矩阵)构成的QC-LDPC码由等式I所示PCM(H)定义:
[0044][等式I]
[0045]
【权利要求】
1.一种用于基于LDPC (低密度奇偶校验)来编码输入信息的方法,该方法包括: 接收信息；和 使用奇偶校验矩阵利用LDPC码字来编码该输入信息，其中该奇偶校验矩阵具有通过组合比参考值具有较高码率的LDPC码的第一奇偶校验矩阵和比参考值具有较低码率的LDPC码的第二奇偶校验矩阵而获得的结构。
2.根据权利要求1的方法，其中该奇偶校验矩阵包括零矩阵、单位矩阵、和双对角矩阵。
3.根据权利要求2的方法，其中所编码的LDPC码字包括与输入信息对应的系统部分、与双对角矩阵对应的第一奇偶部分、和与单位矩阵对应的第二奇偶部分。
4.根据权利要求3的方法，其中所述编码步骤包括: 使用该第一奇偶校验矩阵和该输入信息来计算该第一奇偶部分；和 基于该输入信息和所计算的第一奇偶部分，使用该第二奇偶校验矩阵来计算该第二奇偶部分。
5.根据权利要求2的方法，其中该双对角矩阵的单元矩阵构成双对角线并且是单位矩阵，而该双对角矩阵的剩余单元矩阵是零矩阵。
6.根据权利要求2的方法，其中构成双对角线的双对角矩阵的单元矩阵与构成该单位矩阵的对角线的单元矩阵连续。
7.根据权利要求2的方法，进一步包括，在所述编码步骤之前， 确定LDPC码的码率；和 根据确定的码率来确定该双对角矩阵的尺寸。
8.根据权利要求1的方法，其中该奇偶校验矩阵包括零矩阵和循环置换矩阵。
9.一种LDPC编码器，包括: 输入单元，用于接收信息；和 编码单元，用于使用奇偶校验矩阵利用LDPC码字来编码该输入信息，其中该奇偶校验矩阵具有通过组合比参考值具有较高码率的LDPC码的第一奇偶校验矩阵和比参考值具有较低码率的LDPC码的第二奇偶校验矩阵而获得的结构。
10.根据权利要求9的LDPC编码器，其中该奇偶校验矩阵包括零矩阵、单位矩阵、和双对角矩阵。
11.根据权利要求10的LDPC编码器，其中所编码的LDPC码字包括与输入信息对应的系统部分、与双对角矩阵对应的第一奇偶部分、和与单位矩阵对应的第二奇偶部分。
12.根据权利要求11的LDPC编码器，其中所述编码单元通过使用该第一奇偶校验矩阵和该输入信息来计算该第一奇偶部分；并通过基于该输入信息和所计算的第一奇偶部分，使用该第二奇偶校验矩阵来计算该第二奇偶部分，而编码该输入信息。
13.根据权利要求10的LDPC编码器，其中该双对角矩阵的单元矩阵构成双对角线并且是单位矩阵，而该双对角矩阵的剩余单元矩阵是零矩阵。
14.根据权利要求10的LDPC编码器，其中构成双对角线的双对角矩阵的单元矩阵与构成该单位矩阵的对角线的单元矩阵连续。
15.根据权利要求10的LDPC编码器，进一步包括确定单元，用于确定LDPC码的码率；并根据确定的码率来确定该双对角矩阵的尺寸。
16.根据权利要求9的LDPC编码器，其中该奇偶校验矩阵包括零矩阵和循环置换矩阵。
17.一种通过LDPC (低密度奇偶校验)解码器来解码LDPC码的方法，该方法包括: 接收通过奇偶校验矩阵编码的LDPC码字；和 使用该奇偶校验矩阵对接收的LDPC码字进行解码，其中该奇偶校验矩阵具有通过组合比参考值具有较高码率的LDPC码的第一奇偶校验矩阵和比参考值具有较低码率的LDPC码的第二奇偶校验矩阵而获得的结构。
18.根据权利要求17的方法，其中该奇偶校验矩阵包括零矩阵、单位矩阵、和双对角矩阵。
19.根据权利要求18的方法，其中所编码的LDPC码字包括与输入信息对应的系统部分、与双对角矩阵对应的第一奇偶部分、和与单位矩阵对应的第二奇偶部分。
20.根据权利要求18的方法，其中该奇偶校验矩阵包括零矩阵和循环置换矩阵。
【文档编号】H03M13/11GK104168029SQ201310383264
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年5月16日
【发明者】朴成益, 金兴默, 许南淏 申请人:韩国电子通信研究院