[发明专利]使用低密度校验码矩阵进行编码/解码的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用低密度奇偶校验(LDPC)码来编码/解码的方法，尤其涉及一种使用奇偶校验矩阵来编码数据的方法、一种解码所编码数据的方法以及一种使用同样手段的数据重传方法。 

背景技术

图1示出了应用本发明和现有技术的移动通信信道的结构。以下，将参考图1来描述移动通信信道的结构。发射机经过信道编码过程使得通过无线信道在无损或无失真的情况下发送数据。信道编码的例子包括卷积编码、turbo编码、LDPC编码等。经过信道编码过程的数据可以作为包括数个比特的单符号被发送到无线信道。此时，用于将数个比特映射到单符号的过程被称为调制。 

经调制的数据被转换为信号，用于经由多路复用过程或多路接入方法来进行多路传输。多路复用过程的例子包括CDM、TDM、FDM等。在图1中示出了OFDM(正交频分多路复用)的例子。将已经经过多路复用块的信号改变为适于传输到一个或多个多天线的结构，继而经由无线信道被转送到接收机。当数据通过无线信道时，在所发送的数据中会出现衰减和热噪声。为此，在数据中可能出现失真。 

调制的数据经由无线信道被转送到接收机。在这种情况下，在所发送的数据中出现衰减和热噪声，从而其中可能出现失真。接收机在接收失真的数据之后按相反的次序执行发射机的一系列过程。接收机执行解调，将被映射到符号的数据转换为比特流，经过信道解码，并且将失真的数据恢复为原始数据。

用于执行信道编码的设备存储矩阵H或矩阵G，其中所述矩阵H是用于产生奇偶校验位的奇偶校验矩阵，其中所述奇偶校验位将被添加到输入数据(系统位)，并且所述矩阵G是由所述矩阵H所导出的奇偶校验产生矩阵。换句话说，发射机包括编码器，编码器通过输入数据和矩阵H或G产生奇偶校验位。用于执行信道解码的设备利用矩阵H对所接收的数据(失真的系统位+奇偶校验位)进行操作来检查所述系统位是否被很好地恢复，并且如果所述系统位未被恢复，那么再次执行操作。 

调制的例子包括BPSK(二进制相移键控)、QPSK(正交相移键控)、16-QAM(正交振幅调制)、64-QAM、256-QAM等。例如，16-QAM将已经在调制期间经过信道编码的数据流映射到以4比特为一个单元的单符号。16-QAM将在解调期间通过无线信道接收的单符号解映射为四个比特。 

以下，将描述可以与本发明一起使用的数据重传方法。提供了数据重传方法的各种例子。在它们当中，将描述HARQ(混合自动重复请求)方法。通过组合FEC(前向纠错)符号和ARQ(自动重复请求)来得到HARQ方法，所述ARQ是移动通信系统中的一种重传方法。依照ARQ方法，如果从接收机所接收的数据中检测到差错，那么所述接收机向发射机请求重传。ARQ方法的例子根据重传方法，包括停止和等待、选择性重复、退N步(Go-Back-N)等。依照停止和等待方法，如图2所示，如果发射机在发送数据之后接收来自接收机的确认(ACK)消息，那么所述发射机发送下一数据，其中所述ACK消息通知所述接收机已经成功接收了所述数据。如果发射机接收来自接收机的NACK消息，其中所述NACK消息通知所述接收机未成功接收所述数据，那么发射机重传未成功接收到的数据。 

同时，依照退N步方法，发射机首先发送N个数据并且依照预期的次序接收来自接收机的ACK消息。图3示出了N＝7的情况，其中 在没有ACK消息的情况下发送的数据数目N被称为窗口大小。如果发射机响应于第k个数据接收NACK消息，那么所述发射机顺序地发送从第k个数据开始的数据。 

图4示出了选择性重传方法。依照选择性重传方法，如退N步方法那样，在没有ACK或NACK消息的情况下发送的数据数目N被称为窗口大小，并且只对具有NACK消息的数据来有选择地执行重传。 

依照上述HARQ方法，如果按ARQ方法执行重传，那么将先前发送的数据与所重传的数据相组合，从而通过FEC符号来恢复数据。根据两种数据的组合方法，HARQ方法被分类为chase合并方法和增量冗余方法。依照chase合并方法，如图5所示，接收机将发送数据与重传数据相组合使得增加接收信噪比(SNR)，由此提高了在接收机的接收成功率。 

与chase合并方法不同，增量冗余方法(以下被称为‘IR方法’)在发射机重传期间发送某个编码的数据使得降低在接收机所接收的数据的码率，由此提高接收成功率，其中所述编码的数据并未用于首次传输。 

以下，将描述LDPC编码。LDPC编码的概念如下。