[发明专利]使用LDPC码编码和解码的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种编码/解码方法，尤其是，涉及一种使用LDPC码编码/解码的方法。虽然本发明适用于宽的应用范围，其尤其地适用于增强性能和用于降低复杂度。

背景技术

通常地，编码是不管由当发送侧经由通信信道发送数据时的信号失真、损失等等所引起的误差，发送侧执行数据处理以用于接收侧恢复原始数据的处理过程。并且，解码是接收侧将编码的发送数据恢复为原始数据的处理过程。

近来，很多的注意力放在使用LPDC码的编码方法上。因为奇偶校验矩阵H的大部分元素是零，故该LDPC码是具有低密度的线性分组码(linear block code)，其是由加拉格(Gallager)在1962年提出的。由于技术困难，在当时很难实现LDPC码，其是非常复杂的。但是，该LDPC码在1995年被重新考虑，使得验证了其优越的性能。因此，进行了许多的努力去研究和开发LPDC码。(参考资料：[1]Robert G.Gallager，“Low-Density Parity-Check Codes”(低密度奇偶校验码)，MIT Press，1963年9月15日。[2]D.J.C.Mackay，“Good error-correcting codes based on very sparse matrices”(基于非常稀疏矩阵的很好的纠错码)，IEEE Trans.Inform.Theory，IT-45，pp.399-431(1999))。

由于LDPC码的奇偶校验矩阵的“1”的数目是非常少的，使得在很大的块大小的情况下，能够经由重复解码来解码LDPC的奇偶校验矩阵。如果块大小变得非常地大，类似turbo码，LDPC码的奇偶校验矩阵示出接近于香农(Shannon)的信道容量限的性能。

LDPC码可以通过(n-k)×n的奇偶校验矩阵H来解释。并且，对应于奇偶校验矩阵H的生成矩阵G可以通过公式1得到。

[公式1]

H·G＝0

在使用LDPC码的编码/解码方法中，发送侧通过公式2使用具有公式1的与奇偶校验矩阵H关系的生成矩阵G来编码输入数据。

[公式2]

x＝G·s，其中，“x”是代码字并且“s”是输入的源数据。

近来，广泛地使用利用奇偶校验矩阵H，而不是利用生成矩阵G的输入数据编码方法。因此，如在先前的描述中提及的，在利用LDPC码的编码方法中，该奇偶校验矩阵H是最重要的因素。

如图1所示，该奇偶校验矩阵H被配置以多个z×z置换矩阵或者零矩阵。即，在图1中，P_ij指的是z×z置换矩阵或者零矩阵。

多个置换矩阵可以按照预定的规律通过置换至少一个基置换矩阵来形成。例如，如果基置换矩阵被设置为z×z单位矩阵，多个置换矩阵可以从在特定的方向以预定的间隔移位基置换矩阵的所有行，将基置换矩阵的特定的行(或者列)与基置换矩阵的另一个随机行(或者列)交换，将基置换矩阵旋转预定的角度等等来产生。

代替将配置奇偶校验矩阵H的多个置换矩阵表示为一个矩阵，通过按照置换该基置换矩阵的方法或者类别预先确定多个置换矩阵的类型，能够将奇偶校验矩阵H表示为多个置换矩阵的类型。在以下的描述中，将表示为多个置换矩阵类型的奇偶校验矩阵H定义为基矩阵H_b去使用。该基矩阵H_b具有m_b×n_b维。在这种情况下，m_b＝(n-k)/z，并且n_b＝n/z。并且，可以以这样的方式来产生该奇偶校验矩阵H，即，通过对应于置换类型的置换矩阵替换对应于基矩阵H_b的每个元素的置换矩阵的类型信息(在下文中称作置换类型)，和扩展相应的置换矩阵。

图2是基矩阵H_b的一个例子的示意图。