[发明专利]使用低密度奇偶校验码编码和解码的方法

说明书

技术领域

本发明涉及编码和解码的方法，尤其是，涉及使用低密度奇偶校 验(在下文中简写为LDPC)码来编码和解码的方法。虽然本发明适合于 宽的应用范围，其尤其地适合于具有增强的性能。

背景技术

通常，编码是尽管当发送侧经由通信信道发送数据时的信号失真、 信号损失等等所引起的误差，发送侧为接收侧执行数据处理以恢复原 始数据的处理过程。而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。该LDPC 码是具有低密度的线性块码，因为奇偶校验矩阵H的大部分元素是零， 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，使得其优越性能被验证。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)，The MIT Press出版，1963 年9月15日。[2]D.J.C.Mackay，“Good error-correcting codes based on very sparse matrics”(基于非常稀疏矩阵的良好纠错码)，IEEE Trans. Inform.Theory(IEEE会议、信息、原理)，IT-45，pp.399-431(1999))。

LDPC码的奇偶校验矩阵是包括“0”和“1”的二进制矩阵。由于 LDPC码的奇偶校验矩阵的“1”的数目是非常少的，在大尺度矩阵的情 况下，允许经由重复解码来解码LDPC的奇偶校验矩阵。如果矩阵尺 度是非常大的，类似turbo码，LDPC码的奇偶校验矩阵示出接近于香 农(Shannon)的信道容量极限的性能。

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

[等式1]

H.G＝0

在使用LDPC码的编码/解码方法中，发送侧通过等式2使用与奇 偶校验矩阵H具有等式1的关系的生成矩阵G来编码输入数据。

[等式2]

c＝G.u，这里“c”是码字，并且“u”是数据帧。

但是，现在通常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，如以上解释所述，在利用LDPC码的 编码/解码方法中，该奇偶校验矩阵H是最重要的因素。由于奇偶校验 矩阵H具有极大的尺度，对于相应的编码和解码过程需要许多的运算。 并且，奇偶校验矩阵H的实现是非常复杂的。此外，该奇偶校验矩阵 H需要很大的存储空间。

在将许多的权重增加给包括“0”和“1”的二进制矩阵的奇偶校验 矩阵H的过程(即，增加“1”的数目)中，更多的变量被增加给奇偶校验 等式。因此，在使用LDPC码的编码和解码方法中可以示出更好的性 能。

但是，如果更多的权重被增加给奇偶校验矩阵H，可以从整个奇 偶校验矩阵中产生4-圈(cycle)或者6-圈。因此，使用LDPC码的编 码和解码方法的性能可能被恶化。

发明内容

据此，本发明提出了一种使用低密度奇偶校验(LDPC)码编码和解 码的方法，其基本上消除了一个或多个由于现有技术的限制和缺点而 引起的问题。

本发明的一个目的是提供一种使用LDPC码编码和解码的方法， 通过其可以减小用于存储为使用LDPC码编码或者解码所必需的奇偶 校验矩阵的存储器，和为编码或者解码所必需的计算量以及复杂度。

本发明的另一个目的是提供一种使用LDPC码编码和解码的方 法，通过其可以以将奇偶校验矩阵H的4-圈或者6-圈减到最小的方式 增强编码或者解码方面的性能。

本发明的附加的特点和优点将在随后的描述中阐述，并且从该描 述中在某种程度上将是清晰可见的，或者可以通过实践本发明获悉。 通过在著述的说明书及其权利要求以及所附的附图中具体指出的结 构，可以实现和获得本发明的目的和其他的优点。