专利名称：在使用线性分组码的通信系统中产生奇偶校验矩阵的装置和方法、发送/接收装置以及使 ...的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一种使用线性分组码(linear block code)的通信系统,并且更具体地，涉及用于产生特定形式的线性分组码的发送/接收装置及方法。
背景技术：
在无线通信系统中，链路性能被信道的各种噪声、衰落和码元间干扰(ISI)显著恶化。因此，为了实现要求高数据吞吐量和可靠性的高速数字通信系统，如下一代移动通信系统、数字广播系统和移动互联网系统，开发用于克服所述噪声、衰落和ISI的技术很重要。近来，已研究了通过有效地恢复信息失真而提高通信可靠性的纠错码。 低密度奇偶校验(LDPC)码在此将被称为线性分组码的例子，但是本发明不限于LDPC 码。LDPC码通常利用图形表达来表示，并且其许多特性可以基于代数和概率论通过图形理论和方法来分析。通常，信道编码的图形模型不仅在代码描述方面有用，而且可以被认为是其中顶点通过边来交换信息的通信网络(如果关于编码位的信息被映射到图形中的顶点并且位之间的关系被映射到图形中的边的话)，由此使得可以导出自然解码算法。例如，在作为一种图形的星座中，得到的解码算法可以包括公知的维特比(Viterbi)算法和BCJR(Bahl, Cocke, Jelinek 和 Raviv)算法。LDPC码通常被定义成奇偶校验矩阵，并且可以利用称为Tanner图的两部图(bipartite graph)来表示。在两部图中，顶点被分成两种不同类型,并且通过包括称为变量节点和校验节点的顶点的两部图来表示LDPC码。该变量节点被一对一地映射到编码位。图I图解了 LDPC码的包括四个行和八个列的奇偶校验矩阵H1的示例。参照图I，通过具有八个列，奇偶校验矩阵H1产生LDPC码中的长度为8的码字，并且其列一对一地映射到8个编码位。图2图解了与图I的奇偶校验矩阵H1对应的Tanner图。参照图2，LDPC 码的 Tanner 图包括 8 个变量节点 xpOZ'xJO^xJOe'xJOS'xJlO、x6212、x7214和x8216以及四个校验节点218，220, 222和224。LDPC码的奇偶校验矩阵H1的第i列和第j行分别映射到变量节点Xi和第j个校验节点。而且，在LDPC码的奇偶校验矩阵H1的第i列和第j行彼此交叉的点上的为I的值(即非零值)表示在如图2所示的Tanner图上存在连接变量节点Xi和第j个校验节点的边。在LDPC码的Tanner图中，每个变量节点和校验节点的度表示连接该节点的边的数量，并且它等于在与LDPC码的奇偶校验矩阵中的节点对应的行或列中其值不是‘0’的条目的数目。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，并且校验节点218、220、222和224的度分别是6、5、5和5。而且，对应于在图2中的变量节点，其值在图I中的奇偶校验矩阵H1的列中不为0的条目的数目分别与它们相关的度4、3、3、3、2、2、2和2相同，并且对应于在图2中的校验节点，其值在图I中的奇偶校验矩阵H1的行中不为O的条目的数目分别与它们相关的度6、5、5和5相同。为了表达LDPC码的节点的度分布，假定在对应于图I和图2的LDPC码中的度为i的变量节点的数目与变量节点的总数之比是fi，并且度为j的校验节点的数目与校验节点的总数之比是 gi,贝丨J f2=4/8, f3=3/8 和 f4=l/8;对于 i ^ 2、3、4, A=O; g5=3/4 和 g6=l/4 ;对于j幸5、6，gj=0。如果在LDPC码中的码字长度(即在奇偶校验矩阵中的列的数量)是N并且行的数量是N/2，则根据下面的等式(I)来计算在具有上述度分布的整个奇偶校验矩阵中其值不为‘0’的条目的密度。
权利要求
1.ー种在通信系统的发送机/接收机中产生用于生成线性分组码的奇偶校验矩阵的方法，包括 确定满足对于给定的第一奇偶校验矩阵而预定的规则的第二奇偶校验矩阵的基本參数； 利用所述基本參数来产生与所述第二奇偶校验矩阵的奇偶校验部分对应的子矩阵；利用所述第一奇偶校验矩阵和所述基本參数来产生与所述第二奇偶校验矩阵的信息字部分对应的子矩阵；并且 组合与所述第二奇偶校验矩阵的奇偶校验部分对应的子矩阵和与所述第二奇偶校验矩阵的信息字部分对应的子矩阵以产生所述第二奇偶校验矩阵。
2.如权利要求I所述的方法，其中，所述第一奇偶校验矩阵和所述第二奇偶校验矩阵具有彼此不同的尺寸。
3.如权利要求I所述的方法，其中，所述基本參数包括在所述第二奇偶校验矩阵中的所述线性分组码的码字和信息字的长度、以及用于对所述信息字分组的尺寸中的至少ー个
4.如权利要求3所述的方法，其中，产生与所述奇偶校验部分对应的子矩阵包括 将利用所述线性分组码的码字和信息字的长度来确定其尺寸的矩阵设置为与在所述第二奇偶校验矩阵中的奇偶校验部分对应的子矩阵， 其中，与所述奇偶校验部分对应的子矩阵以预定结构来定义。
5.如权利要求3所述的方法，其中，产生与信息字部分对应的子矩阵包括 从与在所述第一奇偶校验矩阵中的信息字部分对应的序列中确定与所述第二奇偶校验矩阵中的信息字部分对应的序列，以与用于对信息字进行分组的尺寸对应。
6.如权利要求I所述的方法，其中，所述预定规则包括下列中的至少ー个其中所述第一奇偶校验矩阵和所述第二奇偶校验矩阵在信息字部分的列组的数量上相同的规则；其中所述第一奇偶校验矩阵和所述第二奇偶校验矩阵在信息字部分的度分布上相同，并且在考虑Tanner图上的循环特性时所述第二奇偶校验矩阵中的具有短长度的循环的数量少于或等于所述第一奇偶校验矩阵中的具有短长度的循环的数量的规则。
7.如权利要求I所述的方法，还包括利用所述第二奇偶校验矩阵来编码所述线性分组码。
8.如权利要求I所述的方法，还包括利用所述第二奇偶校验矩阵来解码所述线性分组码。
9.ー种通信系统中的发送装置，包括 编码器，用于将信息编码成线性分组码； 发送器，用于发送所述线性分组码；和 控制器，用于根据所述线性分组码从第一奇偶校验矩阵确定第二奇偶校验矩阵，并且控制所述编码器利用所述第二奇偶校验矩阵来执行编码， 其中，所述控制器确定满足对于第一奇偶校验矩阵而预定的规则的第二奇偶校验矩阵的基本參数；利用所述基本參数来产生与所述第二奇偶校验矩阵的奇偶校验部分对应的子矩阵；利用所述第一奇偶校验矩阵和所述基本參数来产生与所述第二奇偶校验矩阵的信息字部分对应的子矩阵；并且组合与所述第二奇偶校验矩阵的奇偶校验部分对应的子矩阵和与所述第二奇偶校验矩阵的信息字部分对应的子矩阵以产生所述第二奇偶校验矩阵。
10.ー种通信系统中的接收装置，包括 接收器，用于接收通过通信网络发送的信号； 解码器，用于将以线性分组码编码的接收信号解码成信息字；和 控制器，用于根据所述线性分组码从第一奇偶校验矩阵确定第二奇偶校验矩阵，并且控制所述解码器利用所述第二奇偶校验矩阵来进行解码， 其中，所述控制器确定满足对于给定的第一奇偶校验矩阵而预定的规则的第二奇偶校验矩阵的基本參数；利用所述基本參数来产生与所述第二奇偶校验矩阵的奇偶校验部分对应的子矩阵；利用所述第一奇偶校验矩阵和所述基本參数来产生与所述第二奇偶校验矩阵的信息字部分对应的子矩阵；并且组合与所述第二奇偶校验矩阵的奇偶校验部分对应的子矩阵和与所述第二奇偶校验矩阵的信息字部分对应的子矩阵以产生所述第二奇偶校验矩阵。
11.如权利要求I所述的方法、或如权利要求9所述的发送装置或如权利要求10所述的接收装置，其中，如果所述第一奇偶校验矩阵和所述第二奇偶校验矩阵具有通过下列方式给出的參数值M1 = 1，N1 = 60，K1 = 12，q = 48P1 = 72，M2 = 72，N2 = 4320，K2 = 864， 则所述第二奇偶校验矩阵如通过下面方式定义的来产生 麗 944 1289 2266 407 1907 2268 2594 1047 1176 1742 1779 ■ 890 181 2645 102 316 353 2250 488 811 I BE 2323 31 2397 2 3321 102 514 828 1010 1 024 1663 1737 1 870 2154 2390 ^23 2759 3380 216 383 679 930 970 975 1668 22 2 2300 2381 2413 2754 2997 536 mB 993 1395 1603 1691 2078 2344 2545 2741 3157 3334 Wl 694 1115 1167 254812B6 1993 3229 3415， 其中，NpK1和M1分別表示对应于第一奇偶校验矩阵的码字长度、信息字长度和列组的単位，而N2、K2和M2分別表示对应于第二奇偶校验矩阵的码字长度、信息字长度和列组的单位，矩阵P1表示具有关系N2=P1N1, K2=P1K1, M2=P1M1的正整数，而q表示具有关系(N2-K2)/M2=Q=(N1-K1)ZM1 的正整数。
12.如权利要求I所述的方法、或如权利要求9所述的发送装置或如权利要求10所述的接收装置，其中，如果所述第一奇偶校验矩阵和所述第二奇偶校验矩阵具有通过下列方式给出的参数值M1 = 1，N1 = 60，K1 = 15，q = 45P1 = 72，M2 = 72，N2 = 4320，K2 = 1080， 则所述第二奇偶校验矩阵如通过下面方式定义的来产生
13.如权利要求I所述的方法、或如权利要求9所述的发送装置或如权利要求10所述的接收装置，其中，如果所述第一奇偶校验矩阵和所述第二奇偶校验矩阵具有通过下列方式给出的參数值M1=I, ^=60, ^=20, q=40 P!=72, M2=72, N2=4320, K2=1440, 则所述第二奇偶校验矩阵如通过下面方式定义的来产生
14.如权利要求I所述的方法、或如权利要求9所述的发送装置或如权利要求10所述的接收装置，其中，如果所述第一奇偶校验矩阵和所述第二奇偶校验矩阵具有通过下列方式给出的參数值M1 = 1，N1 = 60，K1 = 25，q = 35P1 = 72，M2 = 72，N2 = 4320，K2 = 1800， 则所述第二奇偶校验矩阵如通过下面方式定义的来产生
全文摘要
提供一种产生用于在通信系统中产生线性分组码的奇偶校验矩阵的方法及装置。该方法包括确定满足对于给定的第一奇偶校验矩阵而预定的规则的第二奇偶校验矩阵的基本参数；利用所述基本参数产生与所述第二奇偶校验矩阵的奇偶校验部分对应的子矩阵；并且利用所述第一奇偶校验矩阵和所述基本参数来产生与所述第二奇偶校验矩阵的信息字部分对应的子矩阵。
文档编号H03M13/09GK102696175SQ201080060226
公开日2012年9月26日 申请日期2010年11月2日 优先权日2009年11月2日
发明者尹圣烈, 明世澔, 李学周, 梁贤九, 郑晋熙, 郑鸿实, 金宰烈 申请人:三星电子株式会社