数据处理装置和数据处理方法与流程

文档序号:13045256阅读:276来源:国知局
分案申请本申请是申请日为2012年2月1日、发明名称为“数据处理装置和数据处理方法”的申请号为201280006754.7的专利申请的分案申请。技术领域本技术涉及一种数据处理装置和数据处理方法,更具体地说,涉及一种能够改善对数据差错的容忍性的数据处理装置和数据处理方法。

背景技术:
LDPC(LowDensityParityCheck,低密度奇偶校验)码具有高纠错能力,近年来,开始应用于在欧洲进行的诸如DVB(DigitalVideoBroadcasting,数字视频播送)-S.2等包括卫星数字播送在内的传输方案中(例如,参见非专利文献1)。此外,目前正在考虑在下一代地面数字播送中采用LDPC码。近年的研究表明,与turbo码等类似,随着码长增加,LDPC码显示接近香农限(Shannonlimit)的性能。此外,由于LDPC码具有最小距离与码长成比例的性质,所以作为特征有利的是,分组差错概率特性良好,并且在turbo码等的解码特性中观察到的所谓的差错平层现象几乎不发生。下面具体说明LDPC码。LDPC码是线性码,并且不必须是二进制的,但LDPC这里描述为二进制的。LDPC码的最大特征是,定义LDPC码的检查矩阵(paritycheckmatrix)是稀疏的。这里,稀疏矩阵是其中矩阵的元素“1”的数量非常小的矩阵(其中大部分元素是“0”的矩阵)。图1示出LDPC码的检查矩阵H的例子。在图1的检查矩阵H中,每列的重量(列重)(“1”的数量)是“3”,每行的重量(行重)是“6”。在通过LDPC码的编码(LDPC编码)中,例如,通过基于检查矩阵H产生生成矩阵G并且用生成矩阵G乘以二进制信息位,生成码字(LDPC码)。具体而言,执行LDPC编码的编码装置首先计算生成矩阵G,其中用检查矩阵H的转置矩阵HT建立式GHT=0。这里,当生成矩阵G是K×N矩阵时,编码装置用包括K位的信息位的位串(矢量u)乘以生成矩阵G,生成包括N位的码字c(=uG)。在接收侧经由预定的通信路径接收由编码装置生成的码字(LDPC码)。LDPC码可以通过消息传递算法被解码,消息传递算法已经作为Gallager的概率解码被提出,并且基于在包括变量节点(也称为消息节点)和校验节点的所谓的tanner图上的置信传播。这里,变量节点和校验节点在下文中适宜地简称为节点。图2示出LDPC码的解码过程。在下文中,其中在接收侧接收的LDPC码(1个码字)的第i个码位的值的“0”似然性由对数似然比(loglikelihoodratio)表示的实数值(接收LLR)也适宜地称作接收值u0i。此外,从校验节点输出的消息由uj表示,从变量节点输出的消息由vi表示。首先,在LDPC码的解码中,如图2所示,在步骤S11中,接收LDPC码,消息(校验节点消息)uj初始化为“0”,作为重复处理的计数的整数的变量k初始化为“0”,并且处理前进到步骤S12。在步骤S12中,随着基于在LDPC码被接收时获得的接收值u0i进行由式(1)表示的计算(变量节点计算),获得消息(变量节点消息)vi,随着基于消息vi进行由式(2)表示的计算(校验节点计算),获得消息uj。[数学式1]vi=u0i+Σj=1dv-1uj...(1)]]>[数学式2]tanh(uj2)=Πi=1dc-1tanh(vi2)...(2)]]>这里,在式(1)和式(2)中,dv和dc是表示检查矩阵H的纵方向(列)和横方向(行)的“1”的数量的可任意选择的参数,例如,在(3,6)码的情况下,dv是3,dc是6。在式(1)的变量节点计算和式(2)的校验节点计算中,由于从消息将被输出的边(edge)(连接变量节点与校验节点的线)输入的消息不是计算目标,因此计算范围是1到dv-1或1到dc-1。此外,实际上,式(2)的校验节点计算是通过预先生成由针对两个输入v1和v2的一个输出所定义的由式(3)表示的函数R(v1,v2)的表并且如式(4)所示连续地(递归地)使用表而进行的。[数学式3]×=2tanh-1{tanh(v1/2)tanh(v2/2)}=R(v1,v2)...(3)[数学式4]uj=R(v1,R(v2,R(v3,...R(vdc-2,vdc-1))))...(4)]]>在步骤S12中,变量k增加“1”,并且处理前进到步骤S13。在步骤S13中,判断变量k是否大于预定的重复解码次数C。当在步骤S13中判断变量k不大于C时,则处理返回到步骤S12,并重复相同的处理。此外,当在步骤S13中判断变量k大于C时,则处理前进到步骤S14,并且作为式(5)表示的计算最终输出的解码结果,获得消息vi,并输出,然后LDPC码的解码处理结束。[数学式5]vi=u0i+Σj=1dvuj...(5)]]>这里,与式(1)的变量节点计算不同,使用来自连接到变量节点的所有边的消息uj,进行式(5)的计算。图3示出(3,6)LDPC码(码率是1/2和码长是12)的检查矩阵H的例子。在图3的检查矩阵H中,与图1相似,列重是3,行重是6。图4示出图3的检查矩阵H的tanner图。这里,在图4中,校验节点由加号“+”表示,变量节点由等号“=”表示。校验节点和变量节点分别对应于检查矩阵H的行和列。校验节点和变量节点之间的连接线是边,并且对应于检查矩阵的元素“1”。换句话说,在图4中,当检查矩阵的第j行和第i列的元素是“1”时,从顶部的第i个变量节点(“=”的节点)通过边与从顶部的第j个校验节点(“+”的节点)连接。边表示对应于变量节点的码位具有针对校验节点的约束条件。在用作LDPC码的解码方法的和积算法(sumproductalgorithm)中,重复进行变量节点计算和校验节点计算。图5示出在变量节点处进行变量节点计算。在变量节点中,使用来自连接到变量节点的剩余边的消息u1和u2和接收值u0i,通过式(1)的变量节点计算获得对应于将要被计算的边的消息vi。类似地获得对应于其他边的消息。图6示出在校验节点处进行的校验节点计算。这里,式(2)的校验节点计算可以使用式a×b=exp{ln(|a|)+ln(|b|)
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