Способ и устройство для канального кодирования и декодирования в системе связи с использованием кодов проверок на четность с малой плотностью

Способ и устройство для канального кодирования и декодирования в системе связи с использованием кодов проверок на четность с малой плотностью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к системе связи, в которой используются коды проверок на четность с малой плотностью (LDPC, МППЧ), и, в частности, к способу и устройству кодирования/декодирования канала, которые предназначены для генерирования кодов LDPC, имеющих различную длину кодового слова и различные значения кодовой скорости из заданного кода LDPC.

Уровень техники

В системах беспроводной связи рабочие характеристики канала значительно снижаются, из-за присутствия различных шумов в каналах, явления затухания и взаимных помех между символами (ICI, ПМС). Поэтому, для реализации высокоскоростных цифровых систем связи, в которых требуется обеспечить высокую пропускную способность и надежность передачи данных, например, в мобильной связи следующего поколения, в цифровой широковещательной передаче и в портативной Интернет, необходимо разработать технологию, которая устраняла бы шумы, затухание и ICI. В последнее время были выполнены интенсивные исследования кода коррекции ошибок в качестве способа увеличения надежности передачи данных, путем эффективного восстановления искаженной информации.

Код LDPC, впервые введенный Галлагером в 1960-ых гг., потерял свою привлекательность с течением времени, из-за сложности его воплощения, которую нельзя было улучшить, используя технологию того времени. Однако, в качестве турбокода, который был открыт Берроу, Главье и Ситимашима в 1993 г., он проявляет рабочие характеристики, приближающиеся к пределу канала Шеннона, при этом были проведены исследования итерационного декодировании и кодирования канала на основе графа, наряду с анализом работоспособности и характеристик турбокода. Благодаря таким исследованиям, код LDPC повторно изучили в конце 1990-ых гг. и доказали, что код LDPC обладает характеристиками, приближающимися к пределу канала Шеннона, если для него выполняют декодирование, используя итеративное декодирование на основе алгоритма произведения-суммирования по графу Таннера (специальный случай фактор-графа), соответствующего коду LDPC.

Код LDPC обычно представляют с использованием технологии представления графа, и множество характеристик могут быть проанализированы с использованием способов, основанных на теории графов, алгебре и теории вероятности. Обычно модель графа кодов канала полезна для описания кодов, и путем отображения информации кодированных битов на вершины графа и отображения соотношений между битами на ребра графа, становится возможным рассмотреть сеть передачи данных, в которой вершины выполняют обмен заданными сообщениями через ребра, позволяя, таким образом, вывести естественный алгоритм декодирования. Например, алгоритм декодирования, выведенный из решетки, которую можно рассматривать как разновидность графа, может включать в себя хорошо известный алгоритм Витерби и алгоритм Бала, Коке, Елинека и Равива (BCJR, БКЕР).

Код LDPC обычно определяют как матрицу проверки на четность, и он может быть представлен с использованием двудольного графа, который называется графом Таннера. Двудольный граф означает, что вершины, составляющие граф, разделены на два разных типа, и код LDPC представлен двудольным графом, состоящим из вершин, некоторые из которых называются переменными узлами, и другие из которых называются узлами проверки. Различные узлы отображают на кодированные биты во взаимно-однозначном соответствии.

Со ссылкой на фиг. 1 и 2, будет приведено описание способа представления графа для кода LDPC.

На фиг. 1 показан пример матрицы H1 проверки на четность кода LDPC, состоящего из 4 рядов и 8 столбцов. Как показано на фиг. 1, поскольку количество столбцов равно 8, матрица H₁ проверки на четность означает код LDPC, который генерирует кодовое слово длиной 8, и столбцы отображаются на 8 кодированных битов.

На фиг. 2 показана схема, иллюстрирующая граф Таннера, соответствующий H1 по фиг. 1.

Рассмотрим фиг. 2, на которой граф Таннера кода LDPC состоит из 8 переменных узлов x₁ (202), x₂ (204), x₃ (206), x₄ (208), x₅ (210), x₆ (212), x₇ (214) и x₈ (216), и 4 проверочных узлов 218, 220, 222 и 224. i-ый столбец и j-ую строку в матрице H₁ проверки на четность кода LDPC отображают на переменный узел x_i, и j-ый проверочный узел соответственно. Кроме того, значение 1, то есть, не нулевое значение в точке, где i-ый столбец и j-ая строка в матрице H₁ проверки на четность кода LDPC пересекают друг друга, означает, что существует ребро между переменным узлом x_i и j-ым проверочным узлом в графе Таннера по фиг. 2.

В графе Таннера кода LDPC степень переменного узла и проверочного узла означает количество ребер, соединенных с каждым представительным узлом, и степень равна количеству ненулевых точек входа в столбец или строку, соответствующие ассоциированному узлу в матрице проверки на четность кода LDPC. Например, на фиг. 2, степени переменных узлов x₁ (202), x₂ (204), x₃ (206), x₄ (208), x₅ (210), x₆ (212), x₇ (214) и x₈ (216) составляют 4, 3, 3, 3, 2, 2, 2 и 2, соответственно, и степени проверочных узлов 218, 220, 222 и 224 составляют 6, 5, 5 и 5, соответственно. Кроме того, количества ненулевых точек входа в столбцах матрицы H₁ проверки на четность по фиг. 1, которые соответствуют переменным узлам на фиг. 2, совпадают с их степенями 4, 3, 3, 3, 2, 2, 2 и 2, и количества ненулевых точек входа в строках матрицы H₁ проверки на четность по фиг. 1, которые соответствуют проверочным узлам по фиг. 2, совпадают с их степенями 6, 5, 5 и 5.

Для представления распределения степени для узлов кода LDPC, отношение количества переменных узлов со степенью i с общим количеством переменных узлов определено как f_i, и отношение количества проверочных узлов со степенью j к общему количеству проверочных узлов определено как g_j. Например, для кода LDPC, соответствующего фиг. 1 и 2, f₂=4/8, f₃=3/8, f₄=1/8, и f_i=0 для i≠2, 3, 4; и g₅=3/4, g₆=1/4, и g_j=0 для j≠5, 6. Когда длина кода LDPC определена как N, то есть, количество столбцов определено как N, и когда количество строк определено как N/2, плотность ненулевых точек входа во всей матрице проверки на четность, имеющей описанное выше распределение степени, рассчитывают как уравнение (1).

(1)

В уравнении (1), при увеличении N, плотность единиц в матрице проверки на четность уменьшается. Обычно, что касается кода LDPC, поскольку длина N кода обратно пропорциональна плотности ненулевых точек входа, код LDPC с большим значением N имеет очень низкую плотность. Выражение "низкая плотность" в названии кода LDPC происходит из упомянутой выше взаимозависимости.

Далее, со ссылкой на фиг. 3, будет приведено описание характеристик матрицы проверки на четность структурированного кода LDPC, применяемого в настоящем изобретении. На фиг. 3 схематично иллюстрируется код LDPC, принятый как стандартная технология в DVB-S2 (стандарт спутниковой широковещательной передачи), который представляет собой один из европейских стандартов цифровой широковещательной передачи.

На фиг. 3, N₁ обозначает длину кодового слова LDPC, K₁ предоставляет длину информационного слова, и (N₁-K₁) предоставляет длину проверки на четность. Кроме того, М₁ и Q определены так, что удовлетворяется q=(N₁-K₁)/M₁. Предпочтительно, отношение K₁/M₁ должно составлять целое число. Для удобства, матрица проверки на четность по фиг. 3 называется первой матрицей H₁ проверки на четность.

Рассмотрим снова фиг. 3, на которой структура части проверки на четность, то есть K₁-ый столбец - (N₁-1)-ый столбец, в матрице проверки на четность, имеет двойную диагональную форму. Поэтому, что касается распределения степени по столбцам, соответствующим части проверки на четность, все столбцы имеют степень "2", за исключением последнего столбца, имеющего степень "1".

В матрице проверки на четность структура информационной части, то есть, 0-ого столбца - (K₁-1)-го столбца получена с использованием следующих правил.

Правило 1: Она генерирует, в общей сложности, K₁/M₁ групп столбцов путем группирования K₁ столбцов, соответствующих информационному слову в матрице проверки на четность, в множество групп по M₁ столбцов. Способ формирования столбцов, принадлежащих каждой группе столбцов, соответствует Правилу 2, приведенному ниже.

Правило 2: Вначале определяют положения единиц в каждом 0-ом столбце i-ых групп столбцов (где i=1,..., K₁/M₁). Когда степень 0-ого столбца в каждой i-ой группы столбцов обозначена как D_i, если предположить, что положения строк с 1 представляют собой R⁽¹⁾ _i,0, R⁽²⁾ _i,0,... R^(Di) _i,0, положения R^(k) _i,j(k=1,2,..., D_i) строк с 1 определены как уравнение (2), в j-ом столбце (где j=1, 2,..., M_j-1) в группе i-ого столбца.

R i , j ( k ) = { R i , ( j − 1 ) ( k ) + q } mod ( N 1 − K 1 ) ,           k = 1,2,..., D i ,     i = 1,..., K 1 / M 1 ,     j = 1,..., M 1 − 1 (2)

В соответствии с приведенными выше правилами, можно ожидать, что не все степени столбцов, принадлежащих i-ой группе столбцов, равны D_i. Для лучшего понимания структуры кода DVB-S2 LDPC, который содержит информацию о матрице проверки на четность в соответствии с описанными выше правилами, будет описан следующий подробный пример.

В качестве подробного примера, для N₁=30, K₁=15, М₁=5 и q=3, три последовательности для информации о положении строк с 1 (ниже эти последовательности для удобства называются "последовательностью положения с весом 1") для 0-ых столбцов в 3 группах столбцов могут быть выражены следующим образом;

Что касается последовательности положения с весом 1 для 0-вых столбцов в каждой группе столбцов, только соответствующие последовательности положения могут быть выражены для удобства следующим образом для каждой группы столбцов. Например:

0 1 2

0 11 13

0 10 14.

Другими словами, i-ая последовательность положения с весом 1 в i-ой строке последовательно представляет информацию о положении строк с 1 в i-ой группе столбцов.

Возможно генерировать код LDPC, имеющий ту же концепцию, как и в коде DVB-S2 LDPC по фиг. 4, формируя матрицу проверки на четность, используя информацию, соответствующую подробному примеру и Правилу 1, и Правилу 2.

Известно, что код DVB-S2 LDPC, разработанный в соответствии с Правилом 1 и Правилом 2, может быть эффективно кодирован с использованием структурной формы. Процесс выполнения кодирования LDPC с использованием матрицы проверки на четность и на основе DVB-S2 будет описан ниже в качестве примера.

В следующем примерном описании, в качестве подробного примера, код DVB-S2 LDPC с N₁=16200, K₁=10800, M₁=360 и q=15 подвергается процессу кодирования. Для удобства информационные биты, имеющие длину K₁, представлены как (i₀, i₁,...,i_K-1), и биты проверки на четность, имеющие длину (N₁-K1), выражены как (p₀, p₁,..., p_N1-K1-1).

Этап 1: кодер инициализирует биты проверки на четность следующим образом:

p₀ = p₁ = … = p_N1-K1-1 = 0

Этап 2: Кодер считывает информацию о строке, где расположена 1, в пределах первой группы столбцов информационного слова, из последовательности 0 положения с весом 1 сохраненных последовательностей, обозначающих матрицу проверки на четность.

0 2084 1613 1548 1286 1460 3196 4297 2481 3369 3451 4620 2622

Кодер обновляет конкретные биты p_x проверки на четность в соответствии с уравнением (3), используя считываемую информацию, и первый информационный бит i₀. Здесь x означает значение R^(k) _1,0 для k = 1,2,..., 13.

(3)

В уравнении (3), p_x = p_x ⊕ i₀ также может быть выражено как p_x ← p_x ⊕ i₀, и ⊕ означает двоичное суммирование.

Этап 3: кодер вначале находит значение уравнения (4) для следующих 359 информационных битов i_m (где m=1, 2,..., 359) после i₀.

(4)

В уравнении (4), x означает значение R^(k) _i,0 для k=1,2,..., 13. Следует отметить, что уравнение (4) имеет ту же концепцию, что и уравнение (2).

Далее кодер выполняет операцию, аналогичную уравнению (3), используя значение, найденное в уравнении (4). Таким образом, кодер обновляет P_{{x+(m modM1)xq}mod(N1-K1)} для i_m. Например, для m=1, то есть, для i₁, кодер обновляет биты P_{(x+q)mod(N1-K1)} проверки на четность, как определено в уравнении (5).

(5)

Следует отметить, что q=15 в уравнении (5). Кодер выполняет описанную выше обработку для m=1, 2,..., 359, так же, как показано выше.

Этап 4: Как и на этапе 2, кодер считывает информацию R^(K) _2,0 (k=1,2,...,13), 1-ую последовательность положения с весом 1 для 361-ого информационного бита i₃₆₀ и обновляет конкретное значение p_x, где x означает R^(K) _2,0. Кодер обновляет P_{{x-1(m modM1)xq}mod(N1-K1),} m = 361,362,...,719, аналогично применяя уравнение (4) к следующим 359 информационным битам i₃₆₁, i₃₆₂,..., i₇₁₉ после i_360.

Этап 5: кодер повторяет этапы 2, 3 и 4 для всех групп, каждая из которых имеет 360 информационных битов.

Этап 6: кодер, в конечном итоге, определяет биты проверки на четность, используя уравнение (6).

(6)

Биты p_i проверки на четность уравнения (6) представляют собой биты проверки на четность, которые были подвергнуты кодированию LDPC.

Как описано выше, DVB-S2 выполняет кодирование, используя обработку на этапе 1 - этапе 6.

Для применения кода LDPC в фактически существующей системе связи код LDPC должен быть разработан так, чтобы он соответствовал скорости передачи данных, требуемой в системе передачи данных. В частности, не только в адаптивных системах связи, использующих схему гибридного автоматического запроса повторной передачи (HARQ, ГАЗП) и схему адаптивной модуляции и кодирования (AMC, АМК), но также и в системе связи, поддерживающей различные услуги широковещательной передачи, требуются коды LDPC, имеющие различные длины ключевого слова, для поддержки различных скоростей передачи данных в соответствии с требованиями системы.

Однако, как описано выше, код LDPC, используемый в системе DVB-S2, имеет только два типа длин кодовых слов, из-за его ограниченного использования, и каждый тип кода LDPC требует независимой матрицы проверки на четность. По этим причинам существует назревшая потребность в данной области техники в разработке способа для поддержки различных длин ключевых слов, для увеличения возможности расширения и повышения гибкости системы. В частности, в системе DVB-S2, передача данных, содержащих от несколько сотен до тысяч битов, необходима для передачи информации сигналов. Однако, поскольку только 16200 и 64800 доступны как длина кода DVB-S2 LDPC, необходимо обеспечить поддержку различных длин кодовых слов.

Кроме того, поскольку сохранение независимой матрицы проверки на четность отдельно для каждой длины кодового слова для кода LDPC уменьшает общую эффективность использования запоминающего устройства, существует потребность в схеме, которая позволяла бы эффективно поддерживать различные длины кодовых слов от данной существующей матрицы проверки на четность, без необходимости составления новой матрицы проверки на четность.

Сущность изобретения

Примерный аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ и устройство канального кодирования/декодирования для генерирования кодов LDPC, имеющих разные длины кодовых слов, из заданного кода LDPC, используя сокращение или выкалывание в системе связи, использующей коды LDPC.

Другой примерный аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ и устройство для канального кодирования/ декодирования, которые гарантировали бы оптимальные рабочие характеристики в отношении архитектуры DVB-S2 в системе связи, в которой используются коды LDPC.

В соответствии с примерным аспектом настоящего изобретения, предложен способ канального кодирования в системе связи, с использованием кода проверок на четность с малой плотностью (LDPC). Способ может включать в себя, например, этапы, на которых генерируют множество групп столбцов путем группирования столбцов, соответствующих информационному слову в матрице проверки на четность кода LDPC, и упорядочивают группы столбцов; определяют диапазон информационного слова, которое требуется получить, путем выполнения сокращения; на основе определенного диапазона информационного слова выполняют сокращение групп столбцов группа столбцов за группой столбцов для групп столбцов, по порядку, в соответствии с заданной структурой сокращения; и выполняют LDPC кодирование сокращенного информационного слова.

В соответствии с другим примерным аспектом настоящего изобретения предложен способ канального кодирования в системе связи с использованием кода проверок на четность с малой плотностью (LDPC). Способ может включать в себя этапы, которых генерируют множество групп столбцов путем группирования столбцов, соответствующих информационному слову в матрице проверки на четность кода LDPC, и упорядочивают группы столбцов; определяют диапазон информационного слова, которое требуется получить, путем выполнения сокращения; на основе определенного диапазона информационного слова выполняют сокращение группа столбцов за группой столбцов для групп столбцов, по порядку, в соответствии с заданной структурой сокращения; и выполняют кодирование LDPC сокращенного информационного слова; причем выполнение сокращения группа столбцов за группой столбцов содержит этапы, на которых включают 168 битов проверки на четность Боуза-Чоудхури-Хокенгема (BCH) в информационное слово, которое требуется получить в результате выполнения сокращения, и выполняют сокращение столбцов за исключением столбцов в положениях, соответствующих 168 битам проверки на четность BCH.

В соответствии с еще одним примерным аспектом настоящего изобретения, предложено устройство для канального кодирования в системе связи с использованием кода проверки на четность с малой плотностью (LDPC). Устройство включает в себя экстрактор матрицы проверки на четность, предназначенный для генерирования множества групп столбцов путем группирования столбцов, соответствующих информационному слову в матрице проверки на четность кода LDPC, и упорядочивания групп столбцов; модуль применения структуры сокращения, предназначенный для определения диапазона информационного слова, которое требуется получить путем выполнения сокращения, и, на основе определенного диапазона информационного слова, выполнения сокращения группа столбцов за группой столбцов для групп столбцов, по порядку, в соответствии с заданной структурой сокращения; и кодер, предназначенный для кодирования LDPC сокращенного информационного слова.

В соответствии с еще одним примерным аспектом настоящего изобретения предложено устройство, предназначенное для канального кодирования в системе связи, с использованием кода проверок на четность с малой плотностью (LDPC). Устройство включает в себя экстрактор матрицы проверки на четность, предназначенный для генерирования множества групп столбцов путем группирования столбцов, соответствующих информационному слову в матрице проверки на четность кода LDPC, и упорядочивания групп столбцов; модуль применения структуры сокращения, предназначенный для определения диапазона информационного слова, которое требуется получить путем выполнения сокращения и, на основе определенного диапазона информационного слова, выполнения сокращения группа столбцов за группой столбцов для групп столбцов, по порядку, в соответствии с заданной структурой сокращения; и кодер, предназначенный для кодирования LDPC сокращенного информационного слова; причем при выполнении сокращения группа столбцов за группой столбцов, модуль применения структуры сокращения включает, например, 168 битов проверки на четность Боуза-Чоудхури-Хокенгема (BCH) в информационное слово, которое требуется получить в результате выполнения сокращения, и сокращает столбцы, за исключением столбцов в положениях, соответствующих 168 битам проверки на четность BCH.

В соответствии с еще одним примерным аспектом настоящего изобретения, предложен способ декодирования канала в системе связи с использованием кода проверки на четность с малой плотностью (LDPC). Способ включает в себя, например, этапы, на которых демодулируют сигнал, передаваемый из передатчика; определяют положение сокращенного бита путем оценки информации о структуре сокращения кода LDPC, полученной из демодулированного сигнала; и декодируют данные, используя определенное положение сокращенного бита.

В соответствии с еще одним другим примерным аспектом настоящего изобретения предложено устройство для декодирования канала в системе связи с использованием кода проверки на четность с малой плотностью (LDPC). Устройство включает в себя, например, демодулятор, предназначенный для демодуляции сигнала, передаваемого из передатчика; определитель структуры сокращения, предназначенный для определения положения сокращенного бита путем оценки информации о структуре сокращения кода LDPC из демодулированного сигнала; и декодер, предназначенный для декодирования данных, используя определенное положение сокращенного бита.

В соответствии с еще одним примерным аспектом настоящего изобретения предложен способ деления информационных битов на множество битовых групп; определения числа информационных битов, которые должны быть сокращены; определения числа битовых групп, которые должны быть сокращены на основе определенного числа информационных битов, которые должны быть сокращены; сокращения информационных битов в определенном числе битовых групп в соответствии с заданным порядком; и выполнения LDPC-кодирования сокращенных информационных битов.

В соответствии с еще одним другим примерным аспектом настоящего изобретения предложено устройство для реализации модуля применения структуры сокращения для деления информационных битов на множество битовых групп; определения числа информационных битов, которые должны быть сокращены; определения числа битовых групп, которые должны быть сокращены, на основе определенного числа информационных битов, которые должны быть сокращены; и сокращения информационных битов в определенном числе битовых групп в соответствии с заданным порядком; и кодера для выполнения LDPC-кодирования сокращенных информационных битов.

Краткое описание чертежей

Описанные выше и другие аспекты, свойства и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из следующего подробного описания изобретения, когда его рассматривают совместно с приложенными чертежами, на которых:

на фиг. 1 показана схема, иллюстрирующая примерную матрицу проверки на четность кода LDPC длиной 8;

на фиг. 2 показана схема, иллюстрирующая граф Таннера для примерной матрицы проверки на четность кода LDPC длиной 8;

на фиг. 3 показана схема, иллюстрирующая схематичную структуру кода DVB-S2 LDPC;

на фиг. 4 показана схема, иллюстрирующая примерную матрицу проверки на четность кода DVB-S2 LDPC;

на фиг. 5 показана блок-схема, иллюстрирующая структуру приемопередатчика в системе связи, использующей коды LDPC;

на фиг. 6 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процесс генерирования кода LDPC, имеющего различную длину кодового слова, из матрицы проверки на четность сохраненного кода LDPC, в соответствии с примерным вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 7 показана блок-схема, иллюстрирующая структуру устройства передачи, использующего сокращенные коды LDPC, в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 8 показана блок-схема, иллюстрирующая структуру устройства передачи, использующего сокращенные/выколотые коды LDPC, в соответствии с примерным вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 9 показана блок-схема, иллюстрирующая структуру устройства приема, использующего коды LDPC, для которых применяют сокращение, в соответствии с примерным вариантом выполнения настоящего изобретения;

на фиг. 10 показана блок-схема, иллюстрирующая структуру устройства приема, использующего коды LDPC, в которых одновременно применяют коды сокращения и выкалывания, в соответствии с примерным вариантом выполнения настоящего изобретения; и

на фиг. 11 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая операцию приема в устройстве приема, в соответствии с примерным вариантом выполнения настоящего изобретения.

На чертежах одни и те же номера ссылочных позиций следует понимать, как относящиеся к одним и тем же элементам, свойствам и структурам.

Подробное описание изобретения

Предпочтительные примерные варианты выполнения настоящего изобретения будут подробно описаны ниже со ссылкой на приложенные чертежи. В следующем описании подробное описание известных функций и примерных конфигураций, включенных здесь, могут быть исключены для ясности и краткости изложения, когда их включение может усложнить понимание изобретения для специалиста в данной области техники.

Настоящее изобретение направлено на способ поддержки кодов LDPC, имеющих различные длины кодового слова, используя матрицу проверки на четность структурированного кода LDPC конкретного типа. Кроме того, настоящее изобретение направлено на устройство для поддержки различных длин кодового слова в системе связи, использующей коды LDPC конкретного типа, и способ для управления ею. В частности, настоящее изобретение направлено на способ и устройство для генерирования кода LDPC, использующего матрицу проверки на четность заданного кода LDPC, причем генерируемый код LDPC короче по длине, чем заданный код LDPC.

На фиг. 5 показана блок-схема, иллюстрирующая структуру приемопередатчика в системе связи, с использованием кодов LDPC.

Как показано на фиг. 5, сообщение u вводят в кодер 511 LDPC в передатчике 510 перед передачей в приемнике 530. Затем кодер 511 LDPC кодирует входное сообщение u и выводит кодированный сигнал в модулятор 513. Модулятор 513 модулирует кодированный сигнал и передает этот модулированный сигнал в приемник 530 по беспроводному каналу 520. Затем демодулятор 531 в приемнике 530 демодулирует сигнал, переданный передатчиком 510, и выводит демодулированный сигнал в декодер 533 LDPC. Затем декодер 533 LDPC выполняет оценку значения u сообщения на основе данных, принятых через беспроводный канал 520.

Кодер 511 LDPC генерирует матрицу проверки на четность в соответствии с длиной кодового слова, требуемой в системе связи, используя заранее установленную схему. В частности, в соответствии с настоящим изобретением, кодер 511 LDPC может поддерживать различные длины кодовых слов, используя код LDPC без отдельной необходимости сохранения дополнительной информации. Подробная операция кодера LDPC, для поддержки различных длин кодового слова, будет описана ниже со ссылкой на фиг. 6.

На фиг. 6 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая операцию кодирования кодера LDPC в соответствии с примерным вариантом выполнения настоящего изобретения. Более конкретно, на фиг. 6 показан способ генерирования кодов LDPC, имеющих разные длины кодовых слов, из матрицы проверки на четность ранее сохраненного кода LDPC.

Здесь в способе поддержки различных длин кодового слова используют технологию сокращения и технологию выкалывания.

Термин "технология сокращения", используемый здесь, означает способ, в котором, по существу, не используют определенную часть заданной конкретной матрицы проверки на четность. Для лучшего понимания технологии сокращения, будет подробно описана матрица проверки на четность кода DVB-S2 LDPC, показанного на фиг. 3.

Рассмотрим теперь матрицу проверки на четность кода DVB-S2 LDPC, показанного на фиг. 3, его общая длина составляет N₁, ведущая часть соответствует информационным битам (i₀,i₁,...,i_K1-1) длиной K_1, и задняя часть соответствует битам (p₀,p₁,...,p_N1-K1-1) проверки на четность длиной (N₁-K₁). Обычно информационные биты свободно имеют значения 0 или 1, и технологии сокращения ограничивают значения информационных битов определенной части, которую подвергают сокращению. Например, сокращение N_s информационных битов i₀ - i_Ns-1 обычно означает, что i₀=i₁=...=i_N1-1=0. Другими словами, путем ограничения значения N_s информационных битов i₀ - i_Ns-1 до 0, технология сокращения позволяет получить тот же эффект, как и, по существу, при не использовании Ns ведущих столбцов в матрице проверки на четность кода DVB-S2 LDPC, показанного на фиг. 3. Термин "технология сокращения" происходит из упомянутой выше операции сокращения. Поэтому, применение здесь сокращения означает учет значений сокращенных информационных битов, как равных 0.

Что касается технологии сокращения во время установки системы, передатчик и приемник могут совместно использовать или генерировать одну и ту же информацию о положении для сокращенных информационных битов. Поэтому, хотя передатчик не передает сокращенные биты, приемник выполняет декодирование, зная, что информационные биты в положениях, соответствующих сокращенным битам, имеют значение 0.

В технологии сокращения, поскольку длина кодового слова, которое передатчик фактически передает, составляет N₁-N_S, и длина информационного слова также равна K₁-N_S, скорость кода становится (K₁-N_S)/(N₁-N_S), которая всегда меньше, чем первая заданная скорость K₁/N₁ кода.

Далее будет подробно описана технология выкалывания. Обычно технологию выкалывания можно применять как к информационным битам, так и к битам проверки на четность. Хотя технология выкалывания и технология сокращения выполняют одну и ту же функцию уменьшения длины кодового слова кодов, технология выкалывания, в отличие от технологии сокращения, описанной здесь выше, не имеет концепции, которая ограничивает значения определенных битов. Технология выкалывания представляет собой способ, в соответствии с которым просто не выполняют передачу определенных информационных битов или определенной группы генерируемых битов проверки на четность, таким образом, что приемник может выполнять обработку удаления соответствующих битов. Другими словами, путем простого отсутствия передачи битов в N_p определенных положениях в генерируемом кодовом слове LDPC длиной N₁, технология выкалывания позволяет получить тот же эффект, что и при передаче кодового слова LDPC длиной (N₁ - N_p). Поскольку все столбцы, соответствующие битам, выколотым в матрице проверки на четность, используются без нарушения в процессе декодирования, технология выкалывания отличается от технологии сокращения.

Поскольку, в соответствии с изобретением информация о положении выколотых битов в равной степени может совместно использоваться или может оцениваться передатчиком и приемником при установке системы, приемник выполняет обработку удаления соответствующих выколотых битов перед выполнением декодирования.

В технологии выкалывания, поскольку длина кодового слова, которое передатчик передает фактически, равна N₁-N_p, и длина информационного слова постоянно равны K₁, скорость кода становится K₁/(N₁-N_p), что всегда больше, чем первая заданная скорость K₁/N₁ кода.

Далее будет приведено описание примерной технологии сокращения и примерной технологии выкалывания, пригодных для кода DVB-S2 LDPC. Код DVB-S2 LDPC, как отмечено выше, представляет собой разновидность кода LDPC, имеющего определенную структуру. Поэтому, по сравнению с нормальным кодом LDPC, код DVB-S2 LDPC может подвергаться более эффективному сокращению и выкалыванию.

Для удобства данного примера, предположим, что длина кодового слова и длина информации кода LDPC представляет собой N₂ и K₂, соответственно, которые, в соответствии с настоящим изобретением, в конечном итоге, требуется получить из кода DVB-S2 LDPC, длина кодового слова и длина информации которого составляют N₁ и K₁, соответственно, используя технологию сокращения и технологию выкалывания. Если N₁-N₂=N_Δ и K₁-K₂=K_Δ, становится возможным генерировать код LDPC, длина кодового слова которого и длина информации которого равны N₂ и K₂, соответственно, путем сокращения K_Δ битов и выкалывания (N_Δ-K_Δ) битов из матрицы проверки на четность кода DVB-S2 LDPC. Для сгенерированного кода N_Δ>0 или K_Δ>0, поскольку его скорость кода обычно отличается от скорости K₁/N₁ кода для кода DVB-S2 LDPC, его алгебраические характеристики изменяются. Для N_Δ=K_Δ код LDPC генерируют, не используя ни сокращение, ни выкалывание, или используя только сокращение.

Однако, что касается кода DVB-S2 LDPC, как описано в Правиле 1 и в Правиле 2, поскольку одно значение соответствует М₁ столбцам, в сумме каждая из групп K₁/N₁ столбцов имеет структурную форму. Поэтому код DVB-S2 LDPC равен коду LDPC, в котором не используется М₁ столбцов, если в нем не используется одно значение R^(k) _i,j. Следующий процесс сокращения предложен, учитывая такие характеристики.

На этапе 601, кодер 511 LDPC считывает информацию группы столбца кода DVB-S2 LDPC, подвергаемого сокращению. Таким образом, кодер 511 LDPC считывает сохраненную информацию матрицы проверки на четность. После того, на этапе 603, кодер 511 LDPC определяет длину N₂ кодового слова и длину K₂ информации для сокращенного кодового слова LDPC, для фактической передачи после сокращения. После этого, кодер 511 LDPC выполняет обработку сокращения на этапах 605-611, на которых кодер 511 LDPC выполняет сокращение, соответствующее требуемой длине информации кода LDPC, на основе считываемой информации сохраненной матрицы проверки на четность.

Этап 1 сокращения: кодер 511 LDPC определяет на этапе 605, где [x] означает максимальное целое число, которое меньше чем или равно x.

Этап 2 сокращения: кодер 511 LDPC выбирает последовательность для (A+1) групп столбцов среди на этапе 607, и выбранная последовательность определена как . Кодер 511 LDPC учитывает, что отсутствует последовательность R^(k) _i,0 для остальных групп столбцов K₁/M₁-A-1.

Этап 3 сокращения: кодер 511 LDPC генерирует сокращенный код DVB-S2 LDPC из A+1 S^(k) _i,0 значений, выбранных на этапе 2 сокращения, используя Правило 1 и Правило 2 на этапе 609. Следует отметить, что сокращенный код LDPC имеет длину информации (A+1)M₁, которая всегда больше чем или равна K₂.

Этап 4 сокращения: кодер 511 LDPC дополнительно сокращает на этапе 611 (A+1)M₁-K₂ столбцов для сокращенного кода LDPC, сгенерированного на этапе 3 сокращения.

Для описания подробных примеров ниже будет приведено подробное описание обработки генерирования нового кода LDPC, длина кодового слова которого N₂=4050 и длина информации которого составляет K₂-1170, путем сокращения 12150 битов из информационных битов, используя код DVB-S2 LDPC, который имеет характеристику N₁=1620