[发明专利]用于使用信道代码解码的装置和方法

说明书

本申请是于2005年12月22日申请的、于2007年6月15日进入 中国国家阶段的、PCT申请号为PCT/KR2005/004466、中国申请号为 200580043118.1、发明名称为“用于使用信道代码解码的装置和方法” 的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种编码和解码方法，以及更加具体地，涉及一种使 用低密度奇偶校验(LDPC)码的编码和解码方法和装置，其能够改进 编码和解码性能，而不使用大的存储器容量以及还能够降低用于实现 的硬件的复杂性。

背景技术

近年来，使用LDPC码的编码方法引起许多关注。1962年，Gallager 提出LDPC码，由于奇偶校验矩阵H的大多数的元素是零，该LDPC 码作为低密度线性分组码。由于LDPC码很复杂使得那时候的技术不 能实现它们，LDPC码被忘记。在1995，再次认识了LDPC码并确认 了其优良的性能。近年来，关于LDPC码已经进行了充分的研究(参 考：[1]Robert G.Gallager，“Low-Density Parity-Check Codes”，The MIT Press，September 15，1963，和[2]D.J.C.Mackay，Good error-correcting codes based on very sparse matrices，IEEE Trans Inform Theory，IT-45， pp.399-431(1999))。

由于LDPC码的奇偶校验矩阵中1的数目非常小，奇偶校验矩阵 允许甚至对于很大的块大小通过迭代解码进行解码。这样，随着块大 小增加，LDPC码的奇偶校验矩阵的性能接近香农信道容量限，如turbo 码的一样。包括在奇偶校验矩阵的行或者列中的1的数目被称为加权。

能够使用(n-k)×n奇偶校验矩阵H描述LDPC码，通过公式1能 够获得对应于奇偶校验矩阵H的生成矩阵G。

[公式1]

H×G＝0

在使用LDPC码的编码和解码方法中，发送侧能够根据公式2使 用生成矩阵G编码输入数据，该生成矩阵G具有与奇偶校验矩阵的公 式1的关系。

[公式2]

c＝G×x，其中“c”表示代码字和且“x”表示信息比特。

现在将给出现有的使用H矩阵的解码方法的描述。

在接收侧的解码器必须从代码字c获得信息比特x，也就是说在发 送侧的编码结果。解码器使用条件“Hc＝0”确定该信息比特x。具体 地说，当接收代码字c’时，计算值Hc’。如果Hc’的值是0，其确定代 码字c’的第一k位是解码的信息比特。如果Hc’的值不是0，通过发现 满足检验方程“Hc’＝0”的代码字c’，使用基于曲线图的和-积算法，置 信繁衍算法等重建信息比特x。根据信息比特和G矩阵，检验方程 “Hc’＝0”能够被转换为“c’H^T＝0”。这样，能够根据信息比特和G矩 阵之间的关系改变检验方程。

图1示出了表示图1中的奇偶校验矩阵H的二分图，“CNU”代 表检查节点单元且“VNU”代表变量(或者比特)节点单元。通过应 用算法到二分图执行的解码过程能够被分为以下三个主处理。

1.检查-到-变量节点似然值更新。

2.变量-到-检查节点似然值更新。

3.基于变量(或者比特)节点似然的解码值确定。

在初始化步骤输入经信道接收的似然值，并随后执行第一处理以 更新该检查节点。在完成第一处理之后，执行第二处理以执行变量-到- 检查节点似然值更新。在完成第一和第二处理之后，使用经信道接收 的似然值和通过第一和第二处理更新的似然值确定解码的值。

在解码过程中，如果在完成第一和第二处理之后的第三处理确定 的解码值c’检验方程“Hc’＝0”，确定该值c’是正确地接收的解码的值， 否则，迭代第一和第二处理多达特定次数直到满足该检验方程。以和 奇偶校验矩阵的每一行或列中包括的非零元素的数目(即，1的数目) 相同的次数迭代第一和第二处理的似然值更新处理。也就是说，在奇 偶校验矩阵H对应于其加权的位置执行第一处理的检查-到-变量更新 和第二处理的变量-到-检查更新。因为迭代第一和第二处理，检查和变 量节点的似然值的可靠性增加，由此接近获得的代码字的真实值。