[发明专利]快速编码和解码方法及相关设备

说明书

技术领域

本发明涉及数字通信的领域，具体地涉及利用例如LDPC(低密度奇偶校验)码的高比特率编码和解码方法以及关联的编码和解码设备。

背景技术

目前，性能最高的数字通信系统是基于这样的系统：其中要发送的数据由非常高性能的信道编码来保护并且通过加权输出解码器来迭代地解码。信道编码或纠错编码通过利用给定法则将冗余比特插入要发送的消息中而改进了传输质量。

在数字传输领域中，特别是当传输信道是无线信道时，这些纠错码的主要功能是消除所发送消息中由于传输信道而造成的模糊度。知道传输中使用的编码法则的信道解码器检验在接收时是否仍符合该法则。如果不是，则它检测到出现了传输差错。

由于这些编码而实现的性能改进可以被用于减小终端的功率消耗或者增加被发送的信息量。

近来，已经在利用LDPC纠错码的信道编码的领域中进行了大量的研究。

当前，标准化组织提议了这些代码，例如在标准化用于以非常高的比特率工作的将来的无线接入网络(WLAN)的IEEE 802.11n通信协议的范围内，或在标准化IEEE 802.16e(WiMAX移动)协议的范围内。

文件US 20050216819描述了一种用于编码和解码通过外部编码、交织、奇偶校验和内部编码的串行级联而生成的串行turbo类(turbo-like)码的方法和设备。

由Keith M.Chugg等人所著的文件“A New Class of Turbo-like Codewith Universally Good Performance and High-Speed Decoding”(IEEEMilcom 2005，2005年10月)描述了称作S-SCP(系统的串行级联奇偶，systematic and serial concatenated parity)码以及特别是F-LDPC(灵活的LDPC)码的一组新的代码，奇偶校验矩阵H针对这些代码可以写成如下形式：

H≡SV00IG]]>(1)

其中按照由K.Chugg等人所著的IEEE 802.11-04/0953r4标准化文件(802.11工作组N，2004年9月)，I是单位矩阵，G和S是两对角线矩阵，以及V是三个矩阵的乘积。这个矩阵V的形式对编码和解码比特率施加了限制。

图1A和1B分别示出了现有技术编码器10和现有技术解码器20的结构。在图1A中，编码器10包括外部编码器3、交织器5、串行-并行转换器7、奇偶编码器9和内部编码器11。由这个编码器10生成的代码是将由外部编码器3、奇偶编码器9和内部编码器11连续生成的代码串行级联的结果。

根据这个结构，输入比特序列De首先被外部编码器3完全地编码，然后被交织器5交织以形成交织的数据序列Di。串行-并行转换器7平行放置交织的数据序列Di。奇偶编码器9然后通过对提取自串行-并行转换器7的输出的J个比特进行模2相加来执行奇偶计算。奇偶编码器9输出处的数据序列然后被内部编码器11编码。

图1B示出了解码器20的结构，其包括外部解码器15、交织器/去交织器17、奇偶解码器19和内部解码器21。

解码器20对柔性(flexible)数据迭代地解码。与代码的系统部分相对应的柔性数据被外部解码器15使用以获得非本征信息I1，该非本征信息然后被交织器17交织以生成可以由奇偶解码器19使用的信息I2，该奇偶解码器计算新的非本征信息I3。在这个信息I3和与代码的冗余部分相对应的柔性数据I4的基础上，内部解码器21计算消息I5，该消息I5然后被奇偶解码器19解码以形成被发送给去交织器17的消息I6。由去交织器17对消息I6去交织以生成消息I7完成了编码过程的迭代。

编码器10(或解码器20)的主要缺陷在于由于其串行类型的结构而引入的延迟，该延迟造成对编码(或解码)比特率的限制。