專利名稱：用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的系統(tǒng)、裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)本發(fā)明的裝置、方法和系統(tǒng)涉及發(fā)送/接收由低密度奇偶校驗(yàn)矩陣碼編碼的數(shù)據(jù)，尤其涉及發(fā)送/接收由用于提供各種編碼率和優(yōu)越性能的低密度奇偶校驗(yàn)矩陣碼編碼的數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
在20世紀(jì)70年代后期在美國提出了蜂窩式移動通信系統(tǒng)，并且在20世紀(jì)80年代后期在韓國提供了作為語音無線通信業(yè)務(wù)的高級移動電話業(yè)務(wù)(AMPS)。高級移動電話業(yè)務(wù)是第一代移動通信系統(tǒng)(1G)的模擬方式。之后，在20世紀(jì)90年代中期第二代移動通信系統(tǒng)被商業(yè)化，并且在20世紀(jì)90年代后期作為第三代移動通信系統(tǒng)的國際移動通信-2000(IMT-2000)的部分被商業(yè)化，所述第三代移動通信系統(tǒng)提供改進(jìn)的高速無線多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
近來，為了將第三代移動通信系統(tǒng)發(fā)展到第四代移動通信系統(tǒng)(4G)，進(jìn)行了許多研究。已經(jīng)開發(fā)了第四代移動通信系統(tǒng)以達(dá)到如在有線通信網(wǎng)絡(luò)和無線通信之間的有效連接以及綜合業(yè)務(wù)的目標(biāo)。因此，第四代移動通信系統(tǒng)的各種規(guī)范已經(jīng)被標(biāo)準(zhǔn)化，用于發(fā)展與第三代移動通信系統(tǒng)相比提供更快的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的技術(shù)。
其間，在通信中最基本的問題是如何有效地并且可靠地通過信道傳輸數(shù)據(jù)。下一代移動通信要求處理如聲音、圖像和數(shù)據(jù)等的各種信息并且以高速發(fā)送處理后的信息的高速通信系統(tǒng)。因此，需要一種用于改善通信系統(tǒng)效率的有效信道編碼方案。
此外，移動通信系統(tǒng)的迅速發(fā)展帶來了開發(fā)在無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸可以與有線網(wǎng)絡(luò)相比的、大量數(shù)據(jù)的技術(shù)的要求。因此，提高數(shù)據(jù)傳輸效率已成為改善通信系統(tǒng)性能的主要因素。然而，由于在傳輸數(shù)據(jù)期間不可避免的錯誤，如由信道狀態(tài)引起的噪聲、干擾和衰減等，移動通信系統(tǒng)以高速率傳輸大量數(shù)據(jù)可能存在困難。因此，由于錯誤經(jīng)常丟失信息數(shù)據(jù)。
為了減少由于錯誤引起的信息數(shù)據(jù)丟失，根據(jù)信道特性提出了多種錯誤-控制技術(shù)并且廣泛地波應(yīng)用。多種錯誤-控制技術(shù)增加了移動通信系統(tǒng)的可靠性。在多種錯誤-控制技術(shù)中，通常使用糾錯碼。代表性的錯誤-控制技術(shù)包括turbo碼和低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)。
其間，上述信道編碼是在多頻帶正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中的MODEM的必需的構(gòu)成元素，其中多頻帶正交頻分復(fù)用系統(tǒng)應(yīng)用于無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
圖1是說明應(yīng)用卷積編碼器的傳統(tǒng)多頻帶OFDM系統(tǒng)的方框圖。
如圖1所示，該傳統(tǒng)多頻帶OFDM系統(tǒng)包括發(fā)送單元和接收單元。發(fā)送單元包括加擾器110、卷積編碼器111、刪截器(puncturer)112、位交織器113、星座映射器114、快速傅里葉逆變換(IFFT)單元115、數(shù)字-模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器116、乘法器117和天線118。加擾器110接收輸入數(shù)據(jù)并且加擾輸入數(shù)據(jù)。卷積編碼器111編碼來自加擾器110的加擾數(shù)據(jù)。刪截器112根據(jù)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)的碼率刪截(puncture)來自卷積編碼器111的編碼數(shù)據(jù)。
位交織器113交織位到經(jīng)刪截的數(shù)據(jù)并且星座映射器114將經(jīng)位-交織的數(shù)據(jù)變換成對應(yīng)的符號。IFFT單元115執(zhí)行符號的IFFT并且通過D/A轉(zhuǎn)換器116將所變換的符號轉(zhuǎn)換成模擬信號。通過乘法器117，模擬信號與載波頻率exp(j2πfct)相乘并且相乘后的模擬信號通過天線118被發(fā)送到接收單元。
多頻帶OFDM系統(tǒng)的接收單元包括解擾器120、解碼器121、逆刪截器122、去交織器123、FFT單元124、兩個A/D轉(zhuǎn)換器125a、125b、兩個乘法器126a、126b、低噪聲放大器(LNA)127和天線128。LNA127通過天線128接收自發(fā)送單元發(fā)送的信號并且放大所接收的信號。兩個乘法器126a和126b將所接收的信號分離成I-信道信號和Q-信道信號并且A/D轉(zhuǎn)換器125a和125b將I-信道信號和Q-信道信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
數(shù)字信號通過FFT單元124進(jìn)行快速傅里葉變換并且變換后的數(shù)字信號通過去交織器123進(jìn)行去交織。逆刪截器122針對每一刪截的位插入位。通過解碼器121，如viterbi解碼器來解碼被插入位的數(shù)字信號。最后，解擾器120解擾經(jīng)解碼的信號以產(chǎn)生最后的輸出數(shù)據(jù)。
如上所述，多頻帶OFDM系統(tǒng)必須要求編碼操作并且額外要求用于根據(jù)發(fā)送單元中的相應(yīng)碼率而刪截編碼數(shù)據(jù)的刪截步驟。
通常，應(yīng)用卷積編碼器作為用于支持可變碼率的編碼器。然而，和LDPC編碼器相比，卷積編碼器降低了位錯誤率(BER)性能。
圖2是顯示卷積編碼和LDPC編碼之間的性能差異的圖表。
參照圖2，所述圖表顯示了原始信號、卷積編碼信號202、203、204和LDPC編碼信號205、206和207的分組錯誤率(PER)。卷積編碼信號202、203、204基于卷積編碼被編碼和交織并且分別具有1/2、5/8和3/4的碼率。LDPC碼信號205、206和207基于LDPC被編碼并且分別具有1/2、5/8和3/4的碼率。根據(jù)該圖表，在卷積編碼信號和LDPC編碼信號之間有大約6.8dB的性能差異。
因此，LDPC編碼被認(rèn)為是用于下一代移動通信系統(tǒng)的編碼方案。然而，在將LDPC編碼方案應(yīng)用于支持可變碼率的下一代移動通信系統(tǒng)時，LDPC編碼方案要求根據(jù)碼率執(zhí)行刪截。如果在LDPC編碼方案中采用隨機(jī)刪截方法作為用于刪截的方法，則性能會降低。因此，盡管LDPC編碼方案提供了優(yōu)越的編碼性能，但是將LDPC編碼方案應(yīng)用于支持可變碼率的移動通信系統(tǒng)存在困難。
為了克服上述問題，提出根據(jù)在Infineon中不刪截LDPC碼的相應(yīng)碼率的應(yīng)用大量的母碼的方法作為支持可變碼率的編碼方案，從而當(dāng)應(yīng)用LDPC編碼方案時不降低性能。相比卷積編碼方案，該方法改善了性能。然而，因?yàn)楦鶕?jù)每一碼率要求額外的母碼，所以該方法導(dǎo)致復(fù)雜性增加。
因此，在支持可變碼率的移動通信系統(tǒng)中，對具有低復(fù)雜性和優(yōu)越性能的編碼方案存在大的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的說明性的、非限制性的實(shí)施例克服了上述缺點(diǎn)和上面沒有描述的缺點(diǎn)。同時，不要求本發(fā)明克服上述缺點(diǎn)，以及本發(fā)明的說明性的、非限制性的實(shí)施例可能不能克服上述的任何問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于在移動通信系統(tǒng)中通過基于低密度奇偶校驗(yàn)碼來編碼數(shù)據(jù)、刪截編碼數(shù)據(jù)并且發(fā)送刪截數(shù)據(jù)來發(fā)送/接收支持多種碼率的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)、裝置和方法。
根據(jù)本發(fā)明的另一目的，提供一種用于通過刪截能正確恢復(fù)信號的位置的位來發(fā)送/接收支持多種碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)、裝置和方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于發(fā)送由低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼的數(shù)據(jù)的裝置，包括加擾器，用于加擾將要發(fā)送的輸入數(shù)據(jù)；低密度奇偶校驗(yàn)編碼器，用于基于低密度奇偶校驗(yàn)碼來編碼來自加擾器的加擾輸入數(shù)據(jù)；位刪截器，用于在低密度奇偶校驗(yàn)碼中有序地刪截列，所述列是由刪截引起的最小地降低性能的列；星座映射器，用于將刪截后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成映射各個數(shù)據(jù)的符號；和快速傅里葉逆變換器，用于快速傅里葉逆變換用于正交頻分復(fù)用(OFDM)的符號并且發(fā)送變換后的數(shù)據(jù)給接收端。
裝置可以進(jìn)一步包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，用于將在快速傅里葉逆變換中處理的數(shù)字信號變換成模擬信號；和發(fā)送天線，用于將模擬信號乘以載波頻率信號并且發(fā)送相乘后的模擬信號到無線環(huán)境。
發(fā)送天線可以應(yīng)用超寬帶頻率發(fā)送數(shù)據(jù)。
低密度奇偶校驗(yàn)編碼器包括列置換單元，用于在低密度奇偶校驗(yàn)碼中根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序替換列并且由刪截引起的最小降低性能的列可以有次序地被從左側(cè)列到右側(cè)列的一個列或者從右側(cè)列到左側(cè)列的一個列替換。
位刪截器可以根據(jù)輸出數(shù)據(jù)的碼率從低密度奇偶校驗(yàn)碼的最左側(cè)列或最右側(cè)列開始有次序地刪截位。
低密度奇偶校驗(yàn)編碼器可以包括奇偶校驗(yàn)矩陣生成器，用于生成在元素0和1之間具有較少數(shù)量的1’s的M×N奇偶校驗(yàn)矩陣；列置換矩陣生成器，用于根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序通過置換奇偶校驗(yàn)矩陣的列生成列置換矩陣；產(chǎn)生矩陣生成器，用于從列置換矩陣生成產(chǎn)生矩陣；和編碼計算器，用于根據(jù)產(chǎn)生矩陣來編碼輸入數(shù)據(jù)。
列置換矩陣生成器可以包括刪截位計算單元，用于根據(jù)在所要求的碼率中的最大碼率來計算將要刪截的位數(shù)；刪截位位置確定單元，用于根據(jù)所計算的位數(shù)來確定將要置換的列數(shù)并且確定所確定數(shù)量的由刪截引起的最小地降低性能的列作為將要替換的列；和列替換單元，用于有次序地替換已確定的列。
刪截位位置確定單元可以確定在與M×N奇偶校驗(yàn)矩陣的因子圖上連接到一個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個可變節(jié)點(diǎn)中僅僅刪截一個可變節(jié)點(diǎn)的列。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于發(fā)送由低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼的數(shù)據(jù)的裝置，包括低密度奇偶校驗(yàn)編碼器，用于基于低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼輸入數(shù)據(jù)；和位刪截器，用于根據(jù)輸出數(shù)據(jù)的碼率在低密度校驗(yàn)碼中以由刪截引起的最小地降低性能的列的次序刪截列。
低密度奇偶校驗(yàn)編碼器可以包括列置換單元，用于在低密度奇偶校驗(yàn)碼中以由刪截引起的最小地降低性能的列的次序置換列。
可以在低密度奇偶校驗(yàn)碼中有次序地從右側(cè)列或者從左側(cè)列開始置換由刪截引起的最小地降低性能的列。
位刪截器可以在低密度奇偶校驗(yàn)碼中根據(jù)輸出數(shù)據(jù)的碼率有次序地從左側(cè)列開始刪截位。
低密度奇偶校驗(yàn)編碼器可以包括奇偶校驗(yàn)矩陣生成器，用于生成在元素0和1之間具有較少數(shù)量的1’s的M×N奇偶校驗(yàn)矩陣；列置換矩陣生成器，用于根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序通過置換奇偶校驗(yàn)矩陣的列來生成列置換矩陣；產(chǎn)生矩陣生成器，用于從列置換矩陣生成產(chǎn)生矩陣；和編碼計算器，用于根據(jù)產(chǎn)生矩陣來編碼輸入數(shù)據(jù)。
列置換矩陣生成器可以包括刪截位計算單元，用于根據(jù)在所要求的碼率中的最大碼率來計算將要刪截的位數(shù)；刪截位位置確定單元，用于根據(jù)所計算的位數(shù)來確定將要置換的列數(shù)并且確定所確定數(shù)量的由刪截引起的最小地降低性能的列作為將要替換的列；和列替換單元，用于有次序地替換所確定的列。
刪截位位置確定單元可以確定在根據(jù)低密度奇偶校驗(yàn)碼的特性的因子圖上連接到一個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個可變節(jié)點(diǎn)中刪截一個可變節(jié)點(diǎn)的列作為將要刪截的列。
仍然根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于接收由低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼的數(shù)據(jù)的裝置，包括快速變換器，用于接收從發(fā)送端發(fā)送的信號并且快速傅里葉變換接收的信號；位插入器，用于在變換后的信號中插入和發(fā)送端刪截的位數(shù)相同的中間值；低密度奇偶校驗(yàn)解碼器，用于基于在發(fā)送端的低密度奇偶校驗(yàn)編碼器的編碼方法來解碼被插入位的信號；和解擾器，用于通過解擾解碼后的信號來生成最后的輸出數(shù)據(jù)。
仍然根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于接收由低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼的數(shù)據(jù)的裝置，包括位插入器，用于根據(jù)接收數(shù)據(jù)的碼率插入和在發(fā)送端刪截的位數(shù)相同的位到相應(yīng)的刪截位置；和低密度奇偶校驗(yàn)解碼器，用于基于低密度奇偶校驗(yàn)碼來執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)解碼，其中以由刪截引起的最小地降低性能的列的次序置換列。
權(quán)利要求的裝置可以進(jìn)一步包括接收天線，用于接收從發(fā)送端發(fā)送的信號；和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于將接收的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
位插入器可以在輸入到低密度奇偶校驗(yàn)解碼器的數(shù)據(jù)中在列中有次序地從左側(cè)列開始插入相應(yīng)數(shù)目的位。
低密度奇偶校驗(yàn)解碼器可以包括軟判決單元，用于執(zhí)行由位插入器插入位的數(shù)據(jù)的信號的軟判決；和LLR解碼器，用于基于低密度奇偶校驗(yàn)碼來解碼軟判決的信號。
低密度奇偶校驗(yàn)解碼器可以進(jìn)一步包括奇偶校驗(yàn)矩陣生成器，用于生成在元素0和1之間具有較少數(shù)量的1’s的M×N奇偶校驗(yàn)矩陣；列置換矩陣生成器，用于根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序通過置換奇偶校驗(yàn)矩陣的列來生成列置換矩陣。
列置換矩陣生成器可以包括刪截位計算單元，用于根據(jù)在所要求的碼率中的最大碼率來計算將要刪截的位數(shù)；刪截位位置確定單元，用于根據(jù)所計算的位數(shù)來確定將要置換的列數(shù)并且確定所確定數(shù)量的由刪截引起的最小地降低性能的列作為將要替換的列；和列替換單元，用于有次序地替換所確定的列。
刪截位位置確定單元可以確定在根據(jù)低密度奇偶校驗(yàn)碼的特性的因子圖上連接到一個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個可變節(jié)點(diǎn)中刪截一個可變節(jié)點(diǎn)的列作為將要刪截的列。
仍然根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于發(fā)送由低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼的數(shù)據(jù)的方法，包括步驟通過低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼輸入數(shù)據(jù)；和在低密度奇偶校驗(yàn)碼中以由刪截引起的最小地降低性能的列的次序刪截編碼后的數(shù)據(jù)。
編碼步驟可以進(jìn)一步包括根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序在低密度奇偶校驗(yàn)碼中置換列的步驟。
置換列的步驟，由刪截引起的最小降低性能的列可以被有次序地采用從左側(cè)列到右側(cè)列的一個列或者從右側(cè)列到左側(cè)列的一個列來替換。
刪截的步驟，可以根據(jù)輸出數(shù)據(jù)的碼率從在低密度奇偶校驗(yàn)碼中的左側(cè)列開始有次序地刪截位。
編碼輸入數(shù)據(jù)的步驟可以包括步驟生成在元素0和1之間具有較少數(shù)量的1’s的M×N奇偶校驗(yàn)矩陣；根據(jù)由刪截引起的最小降低性能的列的次序通過置換奇偶校驗(yàn)矩陣的列來生成列置換矩陣；從列置換矩陣生成產(chǎn)生矩陣；和根據(jù)產(chǎn)生矩陣編碼輸入數(shù)據(jù)。
生成列置換矩陣的步驟可以包括步驟根據(jù)在所要求碼率中的最大碼率來計算將要刪截的位數(shù)；根據(jù)所計算的位數(shù)來確定將要置換的列數(shù)并且確定所確定數(shù)量的由刪截引起的最小地降低性能的列作為將要替換的列；有次序地替換所確定的列。
在確定列數(shù)的步驟中，可以確定在根據(jù)低密度奇偶校驗(yàn)碼的特性的因子圖上連接到一個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個可變節(jié)點(diǎn)中刪截一個可變節(jié)點(diǎn)的列作為將要置換的列。
確定列數(shù)的步驟可以包括步驟在低密度奇偶校驗(yàn)矩陣中選擇具有最少數(shù)量的1’s的列；分析在選擇的列的1’s的行；和在第j列是所選擇的列的情況下，如果第j列滿足預(yù)定條件，則第j列被確定為將要被刪截的候選列，其中所述條件是指1’s的行的至少一個具有非0元素的非刪截列。
在確定列數(shù)的步驟中，如果第0到第(j-1)列滿足所述預(yù)定條件，則第j列可被確定為將要刪截的列。
仍然根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于接收通過低密度校驗(yàn)碼編碼的數(shù)據(jù)的方法，包括步驟根據(jù)接收數(shù)據(jù)的碼率插入和在發(fā)送端刪截的位數(shù)相同的位到相應(yīng)的刪截位置；和基于低密度奇偶校驗(yàn)碼執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)解碼，其中列是以由刪截引起的最小地降低性能的列的次序置換的。
在插入位的步驟中，可以從在輸入到低密度奇偶校驗(yàn)解碼器的數(shù)據(jù)中的左側(cè)列開始有序地在列中插入相應(yīng)數(shù)目的位。
執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)解碼的步驟可以包括步驟為通過位插入器插入位數(shù)據(jù)的信號執(zhí)行軟判決；和基于低密度奇偶校驗(yàn)碼來解碼軟判決后的信號。
執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)解碼的步驟可以進(jìn)一步包括步驟生成在元素0和1之間具有較少數(shù)量的1’s的M×N奇偶校驗(yàn)矩陣；和根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序通過置換奇偶校驗(yàn)矩陣的列來生成列置換矩陣。
生成位置換矩陣的步驟可以包括步驟根據(jù)在所要求碼率中的最大碼率來計算將要刪截的位數(shù)；根據(jù)所計算的位數(shù)來確定將要置換的列數(shù)并且確定所確定數(shù)量的由刪截引起的最小地降低性能的列作為將要替換的列；和有次序地替換所確定的列。
在確定列數(shù)的步驟中，可以確定在根據(jù)低密度奇偶校驗(yàn)碼的特性的因子圖上連接到一個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個可變節(jié)點(diǎn)中刪截一個可變節(jié)點(diǎn)的列作為將要刪截的列。
確定列數(shù)的步驟可以包括步驟在低密度奇偶校驗(yàn)矩陣中選擇具有最少數(shù)量的1’s的列；分析在選擇的列中的1’s的行；和在第j列是所選擇的列的情況下，如果第j列滿足預(yù)定條件，則第j列被確定為將要被刪截的候選列，其中所述條件是指1’s的行的至少一個具有非0元素的非刪截列。
確定列數(shù)的步驟，如果第0到第(j-1)列滿足所述預(yù)定條件，則第j列可被確定為將要刪截的列。


通過參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他方面將會更加明顯，其中圖1是說明應(yīng)用卷積編碼器的傳統(tǒng)多頻帶OFDM系統(tǒng)的方框圖；圖2是表示卷積編碼和LDPC編碼之間的性能差異的圖表；圖3是表示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于發(fā)送通過支持可變碼率的LDPC編碼器編碼的數(shù)據(jù)的方法的流程圖；圖4是表示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于接收通過支持可變碼率的LDPC編碼器發(fā)送的LDPC編碼數(shù)據(jù)的方法的流程圖；圖5是說明按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的應(yīng)用LDPC編碼器的多頻帶OFDM系統(tǒng)的方框圖；圖6是說明按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的LDPC編碼器和LDPC解碼器的方框圖；圖7是表示生成的奇偶校驗(yàn)矩陣H的視圖；圖8是表示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的列置換奇偶校驗(yàn)矩陣的圖表；圖9是表示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的列置換矩陣生成器的框圖；圖10是說明按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于確定刪截位置的因子圖；圖11到13是用于比較本發(fā)明的LDPC碼和傳統(tǒng)碼的性能的圖表。
具體實(shí)施例方式
將會參照附圖具體描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
在下面的描述中，即使在不同的圖中，對于相同的元件采用相同的附圖標(biāo)記。在描述中定義的，如具體的構(gòu)造和元件只是給廣泛理解發(fā)明提供幫助。因此，很明顯可以沒有那些定義的事件執(zhí)行本發(fā)明。同樣，沒有詳細(xì)描述眾所周知的功能或者結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠圆槐匾募?xì)節(jié)模糊本發(fā)明。
提供一種用于在支持可變碼率的系統(tǒng)中通過應(yīng)用低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼編碼數(shù)據(jù)的裝置和方法。如上所述，在使用LDPC碼的情況下，根據(jù)用于支持可變碼率的多個碼率的每一個碼率通常使用不同的LDPC碼，從而導(dǎo)致了高度的復(fù)雜性。同樣，根據(jù)用于提供各種可變碼率的每一碼率來刪截LDPC編碼的數(shù)據(jù)。當(dāng)應(yīng)用傳統(tǒng)的隨機(jī)刪截方法時，與執(zhí)行刪截前的LDPC碼的性能相比，它同樣引起了性能降低。
因此，為了防止由于刪截LDPC編碼的數(shù)據(jù)引起的性能降低，本發(fā)明的發(fā)送裝置和方法首先刪截在接收端易于恢復(fù)的位。所以，本發(fā)明不增加復(fù)雜性并且提供優(yōu)越的性能。
為了決定將要被刪截的位的位置，必須了解LDPC碼的特征。因此，在下文中將會解釋LDPC碼，用于幫助更詳細(xì)地理解本發(fā)明。
LDPC碼是通過由數(shù)值0和1構(gòu)造的奇偶校驗(yàn)矩陣來定義的。幾乎奇偶校驗(yàn)矩陣的元素都是0。
LDPC編碼方案是塊編碼方案。通過應(yīng)用產(chǎn)生矩陣G來編碼預(yù)定數(shù)據(jù)I。編碼的數(shù)據(jù)C被表示成下列等式1。
I·G＝C 等式1編碼的數(shù)據(jù)C通過采用奇偶校驗(yàn)矩陣H計算來解碼。如果計算結(jié)果是0，則確定如下列等式2所示的用于對編碼的數(shù)據(jù)C進(jìn)行的解碼沒有錯誤。
H·C＝0，C 等式2因此，定義LDPC碼作為奇偶校驗(yàn)矩陣H并且通過奇偶校驗(yàn)矩陣H決定LDPC編碼的計算復(fù)雜性。
例如，(N，j，k)LDPC碼代表長度為N的線性塊編碼，該線性塊編碼是由在每個列具有j個值為1的元素、在每行具有k個值為1的元素，以及其它元素值為0的奇偶校驗(yàn)矩陣的稀疏結(jié)構(gòu)定義的。
可以通過在因子圖上應(yīng)用基于和積算法(sum product algorithm)的迭代解碼算法來解碼LDPC碼。通過應(yīng)用基于和積算法的迭代解碼算法，與應(yīng)用turbo編碼器的解碼器相比，LDPC碼的解碼器具有低復(fù)雜性并且可容易地被實(shí)現(xiàn)為并行處理解碼器。
當(dāng)LDPC碼被表示為因子圖時，在因子圖中顯示出循環(huán)。眾所周知，在具有循環(huán)的LDPC因子圖中的重復(fù)碼是次理想的(sub-optimal)。同樣，據(jù)證實(shí)由于重復(fù)碼LDPC碼具有優(yōu)越的性能。然而，如果在LDPC碼的因子圖上有許多具有短長度的循環(huán)，則存在LDPC碼性能的性能降低。因此，正在進(jìn)行許多研究，用于設(shè)計在LDPC碼的因子圖中不產(chǎn)生具有短長度的循環(huán)的LDPC碼。
為了不產(chǎn)生短長度的循環(huán)，為LDPC碼設(shè)計了具有低加權(quán)密度的奇偶校驗(yàn)矩陣來改善解碼性能以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的產(chǎn)生矩陣。加權(quán)是在構(gòu)造傳統(tǒng)的產(chǎn)生矩陣和奇偶校驗(yàn)矩陣的元素中的值不為0的元素的個數(shù)。
如果奇偶校驗(yàn)矩陣有規(guī)則地在每列中具有j個加權(quán)而在每行中具有k個加權(quán)，則它被稱為規(guī)則LDPC碼，其中j和k是正整數(shù)。相反，如果奇偶校驗(yàn)矩陣在每列和每行中具有不規(guī)則數(shù)量的加權(quán)，則它被稱為不規(guī)則LDPC碼。通常，與規(guī)則LDPC碼相比，不規(guī)則LDPC碼具有更好的性能。然而，在不規(guī)則LDPD碼的情況下，因?yàn)榧訖?quán)的數(shù)量不規(guī)則，為了獲得優(yōu)越的性能必須適當(dāng)?shù)乜刂圃诹泻托兄械募訖?quán)的數(shù)目。
保證LDPC碼的每一位的優(yōu)越性能的條件解釋如下(1)必須考慮在LPDC碼的因子圖中的循環(huán)。
循環(huán)表現(xiàn)為在LDPC碼的因子圖中由連接可變節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的邊構(gòu)造的環(huán)形。循環(huán)的長度被定義為構(gòu)造環(huán)形的邊數(shù)。因此，循環(huán)的長長度表現(xiàn)為在因子圖上用于構(gòu)造環(huán)形的、連接可變節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的邊數(shù)很多。相反，循環(huán)的短長度意味著在因子圖上用于構(gòu)造環(huán)形的連接可變節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的邊數(shù)較少。
LDPC碼性能與在LDPC碼的因子圖中的循環(huán)的長度成比例。也就是說，如果循環(huán)是形成在具有較長長度的循環(huán)的因子圖中，則LDPC碼具有更好的性能。當(dāng)生成具有短長度的循環(huán)時，產(chǎn)生了最低誤碼率并且降低了LDPC碼的性能。但是，當(dāng)生成了具有較長長度的循環(huán)時，不產(chǎn)生最低誤碼率。
(2)在LDPC碼的因子圖中具有高階的位具有優(yōu)越的性能。
通常地，高階位比低階位具有更好的性能。這是因?yàn)榭梢酝ㄟ^基于重復(fù)解碼和邊連接的其它位來恢復(fù)高階位。階表示為在LDPC碼的因子圖中連接到可變節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的邊數(shù)。在LDPC碼的因子圖中的階分布表示在LDPC碼的因子圖中的全部節(jié)點(diǎn)中具有預(yù)定階的節(jié)點(diǎn)的比率。
因此，在本發(fā)明中，確定如果列被刪截時將會最小地降低性能的LDPC碼的奇偶校驗(yàn)矩陣的列并且以預(yù)定列置換所確定的列，用于首先刪截在接收端可正確信號恢復(fù)的位置的位。也就是說，以第一列替換所確定的列，輸入數(shù)據(jù)被編碼并且根據(jù)相應(yīng)的碼率首先刪截第一列，用于獲取多種碼率并且同時防止由刪截引起的性能降低。
圖3是表示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于發(fā)送通過支持多種碼率的LDPC編碼器所編碼的數(shù)據(jù)的方法的流程圖。參照圖3，在步驟S301，LDPC編碼器接收將要發(fā)送給接收端的k位數(shù)據(jù)。在步驟S302，將輸入數(shù)據(jù)編碼為具有碼長N和碼率R的LDPC碼。通過確定如果列被刪截時最小地降低性能的列并且替換所確定的列到將要刪截的位置來生成LDPC碼。將會詳細(xì)地在后面解釋列置換。
在編碼后，在步驟S303，根據(jù)要求的碼率R’，LDPC編碼輸入數(shù)據(jù)被刪截預(yù)定的多個位，例如K(1/R-1/R’)。在步驟S304，發(fā)送刪截后的LDPC編碼輸入數(shù)據(jù)。
圖4是表示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于接收通過支持多種碼率的LDPC編碼器發(fā)送的LDPC編碼數(shù)據(jù)的流程圖。如圖4所示，在步驟S401，接收器接收來自如圖3所示的發(fā)送端的LDPC編碼數(shù)據(jù)。在步驟S402，接收器在被刪截的位位置中插入位的中間值。在步驟S403，將被插入位的接收數(shù)據(jù)解碼為LDPC碼并且在步驟S404輸出k位數(shù)據(jù)。
因?yàn)閷⒁粍h截的位置是利用在發(fā)送端對性能降低影響最小的位來刪截的，因此，如果通過在將被刪截的位上插入位的中間值來解碼接收數(shù)據(jù)，則在接收端不存在性能降低問題。
以下，將要解釋本發(fā)明的用LDPC編碼方案的多頻帶OFDM系統(tǒng)。
圖5是說明按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的應(yīng)用LDPC編碼器的多頻帶OFDM系統(tǒng)的方框圖。參照圖5，多頻帶OFDM系統(tǒng)包括發(fā)送器和接收器。發(fā)送器包括加擾器510、LDPC編碼器511、刪截器512、星座映射器513、快速傅里葉逆變換(IFFT)單元514、數(shù)字-模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器515、乘法器516和發(fā)送天線517。通過加擾器510加擾輸入數(shù)據(jù)并且LDPC編碼器511編碼加擾數(shù)據(jù)。LDPC編碼器511確定當(dāng)被刪截時產(chǎn)生最小性能降低的列并且將該確定的列替換為將要被刪截的行。替換后，刪截器512根據(jù)將要被發(fā)送的編碼數(shù)據(jù)來刪截LDPC編碼數(shù)據(jù)。
通過星座映射器513將被刪截的數(shù)據(jù)變換成符號并且通過IFFT單元514快速傅里葉逆變換。然后，變換后的數(shù)據(jù)通過D/A轉(zhuǎn)換器515被轉(zhuǎn)換為模擬信號并且通過乘法器516將模擬信號乘以載波頻率信號exp(j2πfct)。相乘后的信號通過發(fā)送天線517發(fā)送給接收端。
接收器接收來自發(fā)送器的LDPC編碼信號并且以與發(fā)送器中的處理相反的次序來處理LDPC編碼信號。接收器包括解擾器520、LDPC解碼器521、逆刪截器522、FFT單元523、兩個A/D轉(zhuǎn)換器524a、524b、兩個乘法器525a、525b、低噪聲放大器(LNA)526和接收天線527。LNA 526通過天線527接收自發(fā)送單元發(fā)送的信號并且放大所接收的信號。兩個乘法器525a和525b將接收信號分成I-信道信號和Q-信道信號并且A/D轉(zhuǎn)換器524a和524b將I-信道信號和Q-信道信號變換為數(shù)字信號。
數(shù)字信號通過FFT單元523進(jìn)行快速傅里葉變換并且逆刪截器522對于每一被刪截的位插入中間值。LDPC解碼器521對被插入位的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并且對解碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾以產(chǎn)生最后的輸出數(shù)據(jù)。
如上所述，在本發(fā)明中，為了減少復(fù)雜性通過刪截LDPC編碼數(shù)據(jù)來發(fā)送LDPC編碼數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)具有低復(fù)雜性的多頻帶OFDM系統(tǒng)。同樣，在本發(fā)明中刪截產(chǎn)生最小性能降低的位。因此，可以使用具有優(yōu)越性能的LDPC編碼器用于支持多種碼率的發(fā)送裝置。
以下，將通過參照圖6到10解釋LDPC編碼器511和LDPC解碼器521的具體結(jié)構(gòu)以及用于確定將要被刪截的位置的方法。
圖6是說明按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的LDPC編碼器和LDPC解碼器的方框圖。參照圖6，LDPC編碼器521包括奇偶校驗(yàn)矩陣生成器610、列置換矩陣生成器620、產(chǎn)生矩陣生成器630和編碼計算器640。LDPC解碼器521包括LLR解碼器650和軟判決單元660。
奇偶校驗(yàn)矩陣生成器610生成具有值0和1的M×N矩陣H。奇偶校驗(yàn)矩陣幾乎只有值0。生成的奇偶校驗(yàn)矩陣H如圖7中所示。
參照圖7，奇偶校驗(yàn)矩陣的每一個元素是0或者1并且奇偶校驗(yàn)矩陣包括M列和N行。N的大小表示將要編碼的碼字長度而M的大小表示奇偶位的數(shù)目。
根據(jù)將要刪截的列的選擇，通過列置換矩陣生成器620置換由奇偶校驗(yàn)矩陣生成器610生成的奇偶校驗(yàn)矩陣H的列。也就是說，列置換矩陣生成器620生成如圖8所示的列置換矩陣H’。
參照圖8，根據(jù)將要發(fā)送的碼率，確定將要刪截的列的數(shù)量Np并且如果刪截所述列將會最小影響性能，則選擇Np個列。用左側(cè)的列置換所選擇的Np個列。
根據(jù)用于刪截的方法，可能修改用于替換列的方法。也就是說，所選擇的列變成首先將要刪截的列。
優(yōu)選地，但不是必然的，以最小影響性能降低的次序，采用在矩陣的左側(cè)中的列來替換所述列。因此，位刪截器根據(jù)將要發(fā)送的碼率首先刪截最左側(cè)列。在接收器中，從最左側(cè)邊列插入位。因此，本發(fā)明不需要發(fā)送/接收用于刪截位置的信息。
在另一個實(shí)施例中，使用矩陣中最右側(cè)列來替換將要刪截的列并且然后以從最右側(cè)列到左側(cè)列的次序刪截列。在又一個實(shí)施例中，不執(zhí)行列置換并且存儲關(guān)于將要刪截的列的位置信息。在這個實(shí)施例中，位刪截器根據(jù)所述信息刪截列。然而，在該實(shí)施例中，必須通知接收器將要刪截的位置。也就是說，必須發(fā)送信息給接收器。
產(chǎn)生矩陣生成器630基于自列置換矩陣生成器620的列置換矩陣生成產(chǎn)生矩陣。產(chǎn)生矩陣生成器630確定K×NG’矩陣，所述矩陣稱為產(chǎn)生矩陣G’。
H′·G′＝0 等式3編碼計算器640基于產(chǎn)生矩陣G’來對K位的消息矢量m編碼。
如果輸入的消息矢量m＝[m0，m1，，mk-1]，如下列等式4表示生成的碼字C。
等式4在等式4中，p是校驗(yàn)部分，而m表示消息部分。
如果要求的碼率是R’并且要刪截的位是Np，則自Np刪截碼字C并且刪截碼字C的結(jié)果如下列等式所示 等式5如圖6所示，通過傳輸信道發(fā)送被刪截的數(shù)據(jù)C’給接收器并且它變成信號r’。信號r’如下列等式6表示 等式6逆刪截器522插入中間值e到刪截位置并且因此，信號r’被變成如下列等式7所示的r。
等式7
如上所述，通過軟判決單元660來處理被插入位的接收數(shù)據(jù)r并且LLR解碼器650基于對數(shù)似然比信度傳播(LLR-BP)來解碼處理后的接收數(shù)據(jù)r。最后，接收器輸出如下的作為消息矢量 的解碼數(shù)據(jù)。
m^=[m^0m^1...m^K-1]]]>等式8圖9是表示按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的列置換矩陣生成器的框圖。參照圖9，列置換矩陣生成器620包括刪截位置確定單元900、刪截位計算器910和列置換單元920。
如上所述，為了生成列置換矩陣必須計算要置換的列數(shù)和要置換的列的位置。
因此，刪截位計算器910根據(jù)在要求的碼率中的最大碼率Rmax計算將要刪截的位數(shù)。也就是說，碼率越高，要刪截的位數(shù)變得越大。
同時，當(dāng)最大碼率是Rmax時，通過下列等式9計算要刪截的位數(shù)NP，MAX。
NP，MAX＝K(1/R-1/RMAX)等式9刪截位置確定單元900根據(jù)由刪截位計算單元910計算的位數(shù)來確定將被選擇作為要刪截的列的列數(shù)并且確定最小影響性能降低的列作為要刪截的列。列置換單元920用最左側(cè)的列或者最右側(cè)的列來替換所確定的列。通過替換列，生成列置換矩陣H’。
以下，將會解釋用于確定要刪截的列的位置的方法。即使刪截列并且如上述發(fā)送給接收端，要刪截的列的位置必須是降低最小性能的列。因此，必須根據(jù)如上所述的LDPC碼的特征來選擇其中在因子圖上在連接到校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個可變節(jié)點(diǎn)中僅僅一個可變節(jié)點(diǎn)被刪截的列。
為了確定要刪截的列的位置，在步驟S1選擇具有最少1’s的列并且在步驟S2分析在所選擇的列中的1’s的行。
然后，再具有最少的數(shù)字1’s的列是列j的情況下，如果在列j中在1，s的行中存在至少一行具有非-零元素的非刪截列，則在步驟S3列j被確定為將要刪截的候選列。
如果在列j被刪截后通過列0到列j-1滿足步驟S3的條件，則最后列j被確定作為要刪截的列。
為了幫助理解本發(fā)明，將會通過應(yīng)用如下所示的例子解釋。
表1將奇偶校驗(yàn)矩陣的元素表示為表格格式。
表.1 表1表示在每列中具有兩個1’s的規(guī)則LDPC碼。首先，分析列0以確定列0是否是要刪截的列。如上所述，在列0中的1’s的位置是行6和7。因?yàn)橹辽儆幸恍芯哂袥]有刪截的非-零元素的所有列，因此列0被確定為要刪截的候選列。
然后，如下表中所示分析列1。
表.2 在列1中，行4和行9是1’s。如上所述，除了列4和9之外，行4和行9的任何一列都沒有被刪截。因此，列1被確定為要刪截的候選列。在確定列1作為候選列后，以和步驟3相同的條件來分析列0。如果列0滿足步驟3的條件，最后列1被確定作為要刪截的列。
如下表3所示同樣地分析列2。
表.3 如所示，在列2中的行2和行3包括1’s。如上所述，因?yàn)槌肆?之外，行2和行3的任何列未被刪截，因此列2被確定為候選列。最后，因?yàn)樵趧h截列2的情況下，已經(jīng)被確定為要刪截的列0和列1滿足步驟S3的條件，所以列2被確定為要刪截的列。
基于上述方法確定列3和列4作為要刪截的列。然而，如下表3中所示，因?yàn)榱?不滿足步驟3中的條件，所以列5被確定為不刪截的列。
表.4 參照表4，列5的行1和2包括1’s。如表4中所示，行1的列3已經(jīng)被刪截以及行2的列2已經(jīng)被刪截。因此，如果刪截列5，列5可能降低性能。因此，列5被確定為不被刪截的列。
如表5中所示，用上述方法分析列6到19，確定要刪截的列。
表.5 參照圖5，選擇列0、1、2、3、4、7和18作為要刪截的列。
奇偶校驗(yàn)矩陣可以表示為圖10所示的因子圖。在因子圖上很明顯地表示出即使刪截并且發(fā)送所選擇的列，所選擇的列是最小地降低性能的列。
圖10是說明按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于確定刪截位置的因子圖。參照圖10，因?yàn)槠媾夹ｒ?yàn)矩陣包括10行和20列，奇偶校驗(yàn)矩陣可以表示為包括連接到10個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)1010的20個可變節(jié)點(diǎn)1000的圖。在‘1’處于在奇偶校驗(yàn)矩陣上每列和每行相交的點(diǎn)上，連接可變節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)。
其間，如果列0、1、2、3、4、7和18被刪截，則連接可變節(jié)點(diǎn)0、1、2、3、4、7和18的線的可靠性減少。然而，因?yàn)橐砸粚σ环绞絼h截用于連接連接到被刪截的列的可變節(jié)點(diǎn)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)到未被刪截的列的可變節(jié)點(diǎn)，可以防止在解碼中性能降低。
圖11到13是用于比較本發(fā)明的LDPC碼和傳統(tǒng)碼的性能的圖表。
圖11是顯示在編碼中具有1/2碼率的傳統(tǒng)碼和本發(fā)明的LDPC碼的性能，圖12是顯示在編碼中具有3/4碼率的傳統(tǒng)碼和本發(fā)明的LDPC碼的性能并且圖13是顯示在編碼中具有5/8碼率的傳統(tǒng)碼和本發(fā)明的LDPC碼的性能。
獲取圖表的模擬條件如下。
-目標(biāo)碼卷積碼(CC)，Infineon的LDPC碼(LDPCC)，本發(fā)明的LDPC碼(建議的LDPCC碼)-信道模型UWB信道(信道1到信道3)-解碼算法用于CC的viterbi解碼器，和應(yīng)用于Infineon的LDPC碼的LLR-BP算法和通過設(shè)置最大迭代為12的本發(fā)明的LDPC碼。
-附加條件不考慮完全載波/定時同步和完全的信道估算以及非線性元件如DAC、ADC、RF。應(yīng)用循環(huán)-前綴(cyclic-prefix)。每1PER點(diǎn)發(fā)送1000個分組(8000比特≤1分組≤8400比特)。
參照圖11，曲線1101代表非-編碼信號的PER性能，曲線1102代表應(yīng)用卷積碼的PER性能，曲線1103代表應(yīng)用多個沒有刪截的LDPC編碼器的PER性能，和曲線1104代表應(yīng)用了本發(fā)明的刪截LDPC編碼器的PER性能。如圖11中所示，編碼方法1104提供了比應(yīng)用卷積碼的傳統(tǒng)編碼方法1102更好的性能。同樣，相比根據(jù)每個碼率應(yīng)用額外的非刪截母碼的傳統(tǒng)LDPC編碼方法1103，在提供同樣的性能時，本發(fā)明的LDPC編碼器的復(fù)雜性減少了。
如圖12和13所示，在應(yīng)用3/4或者5/8碼率情況下，相比傳統(tǒng)的編碼器，本發(fā)明的刪截LDPC編碼器提供了優(yōu)越的性能。同樣，本發(fā)明的性能變得接近于高復(fù)雜性的傳統(tǒng)非刪截LDPC碼。
此外，對于本技術(shù)領(lǐng)域人員很明顯，本發(fā)明可以有效地實(shí)施到超寬帶(UWB)系統(tǒng)和應(yīng)用低密度奇偶校驗(yàn)碼的任何系統(tǒng)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，提供了優(yōu)越性能的LDPC碼可以在支持多種碼率的下一代移動通信系統(tǒng)中實(shí)施。
同樣，在本發(fā)明中，相比在傳統(tǒng)的多頻帶OFDM系統(tǒng)中應(yīng)用的卷積碼，顯著地改善了性能，并且相比具有高復(fù)雜性的傳統(tǒng)LDPC碼方法沒有降低性能。
此外，當(dāng)應(yīng)用卷積碼時，需要位交織器，但是在本發(fā)明中不需要位交織器，這是因?yàn)長DPC碼包括位交織功能。
上述示例性實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅僅是示例性的并且不能被理解為是限制本發(fā)明。當(dāng)前示例的可以被容易地應(yīng)用到其它類型的裝置。同樣，本發(fā)明的示例性實(shí)施例的說明可以認(rèn)為是解說性的，并且不限制權(quán)利要求的范圍，并且對于本技術(shù)領(lǐng)域人員來說，很明顯具有許多的替換方案、修改以及變化。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)送由低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼的數(shù)據(jù)的裝置，包括加擾器，用于加擾將被發(fā)送的輸入數(shù)據(jù)；低密度奇偶校驗(yàn)編碼器，用于基于低密度奇偶校驗(yàn)碼對加擾器加擾的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；位刪截器，用于刪截在低密度奇偶校驗(yàn)碼中的、由刪截引起的最小地降低性能的列；星座映射器，用于將刪截后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為被映射到各個數(shù)據(jù)的符號；和快速傅里葉逆變換器，用于快速傅里葉逆變換用于正交頻分復(fù)用的符號，用于向接收端發(fā)送。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，用于將快速傅里葉逆變換器的數(shù)字輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬信號；和發(fā)送天線，用于將模擬信號與載波頻率信號相乘并且發(fā)送相乘后的模擬信號。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中發(fā)送天線使用超寬帶頻率發(fā)送相乘后的模擬信號。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述低密度奇偶校驗(yàn)編碼器包括列置換單元，用于根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序來替換低密度奇偶校驗(yàn)碼中的列。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中由刪截引起的最小地降低性能的列被最左側(cè)列或最右側(cè)列替換。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述位刪截器根據(jù)輸出數(shù)據(jù)的碼率從低密度奇偶校驗(yàn)碼的最左側(cè)列或最右側(cè)列開始的順序刪截位。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述低密度奇偶校驗(yàn)編碼器包括奇偶校驗(yàn)矩陣生成器，用于生成具有元素0和1的M×N奇偶校驗(yàn)矩陣，其中1’s的數(shù)量少于0’s的數(shù)量；列置換矩陣生成器，用于根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序，通過置換奇偶校驗(yàn)矩陣的列來生成列置換矩陣；產(chǎn)生矩陣生成器，用于從被列置換的矩陣生成產(chǎn)生矩陣；和編碼計算器，用于根據(jù)產(chǎn)生矩陣來對輸入數(shù)據(jù)編碼。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述列置換矩陣生成器包括刪截位計算單元，用于根據(jù)在所要求的碼率中的最大碼率來計算將要刪截的位數(shù)；刪截位位置確定單元，用于根據(jù)所計算的位數(shù)確定將要置換的列的數(shù)量并且確定所述數(shù)量的由刪截引起的最小地降低性能的列作為將要替換的列；和列替換單元，用于替換所確定的列。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述刪截位位置確定單元可以確定在根據(jù)低密度奇偶校驗(yàn)碼的因子圖上連接到一個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個可變節(jié)點(diǎn)中刪截一個可變節(jié)點(diǎn)的列作為將要刪截的列。
10.一種用于發(fā)送由低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼的數(shù)據(jù)的裝置，所述裝置包括低密度奇偶校驗(yàn)編碼器，用于基于低密度奇偶校驗(yàn)碼來對輸入數(shù)據(jù)編碼；和位刪截器，用于根據(jù)輸出數(shù)據(jù)的碼率在低密度校驗(yàn)碼中以由刪截引起的最小地降低性能的列的次序柵截列。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述低密度奇偶校驗(yàn)編碼器包括列置換單元，用于在低密度奇偶校驗(yàn)碼中以由刪截引起的最小地降低性能的列的次序置換列。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中在低密度奇偶校驗(yàn)碼中，從右側(cè)列或者從左側(cè)列開始置換由刪截引起的最小地降低性能的列。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述位刪截器在低密度奇偶校驗(yàn)碼中根據(jù)輸出數(shù)據(jù)的碼率以從左側(cè)列開始的順序刪截位。
14.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述低密度奇偶校驗(yàn)編碼器包括奇偶校驗(yàn)矩陣生成器，用于生成具有元素0和1的M×N奇偶校驗(yàn)矩陣，其中1’s的數(shù)量小于0’s的數(shù)量；列置換矩陣生成器，用于根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序通過置換奇偶校驗(yàn)矩陣的列來生成列置換矩陣；產(chǎn)生矩陣生成器，用于從列置換矩陣生成產(chǎn)生矩陣；和編碼計算器，用于根據(jù)產(chǎn)生矩陣來對輸入數(shù)據(jù)編碼。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述列置換矩陣生成器包括刪截位計算單元，用于根據(jù)在所要求的碼率中的最大碼率來計算將要刪截的位數(shù)；刪截位位置確定單元，用于根據(jù)所計算的位數(shù)來確定將要置換的列的數(shù)量并且確定所述數(shù)量的由刪截引起的最小地降低性能的列作為將要替換的列；和列替換單元，用于替換所確定的列。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述刪截位位置確定單元確定在根據(jù)低密度奇偶校驗(yàn)碼的特性的因子圖上連接到一個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個可變節(jié)點(diǎn)中僅僅一個可變節(jié)點(diǎn)被刪截的列作為將要刪截的列。
17.一種用于接收由低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼的數(shù)據(jù)的裝置，所述裝置包括快速傅立葉變換器，用于接收從發(fā)送端發(fā)送的信號并且快速傅里葉變換所接收的信號；位插入器，對于在發(fā)送端被刪截的位，在從傅立葉變換器輸出的變換信號中插入中間值；低密度奇偶校驗(yàn)解碼器，用于基于在發(fā)送端的低密度奇偶校驗(yàn)編碼器的編碼方法來解碼從位插入器輸出的被插入位的信號；和解擾器，用于通過解擾由低密度奇偶校驗(yàn)解碼器輸出的信號來生成最后的輸出數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，還包括接收天線，用于接收從發(fā)送端發(fā)送的信號；和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于將所接收的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述位插入器在輸入到低密度奇偶校驗(yàn)解碼器的數(shù)據(jù)中以從左側(cè)列開始的順序插入相應(yīng)數(shù)目的位。
20.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述低密度奇偶校驗(yàn)解碼器包括軟判決單元，用于執(zhí)行由位插入器插入位后的數(shù)據(jù)的信號的軟判決；和解碼器，用于基于低密度奇偶校驗(yàn)碼來解碼由軟判決單元輸出的信號。
21.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述低密度奇偶校驗(yàn)解碼器還包括奇偶校驗(yàn)矩陣生成器，用于生成具有元素0和1的M×N奇偶校驗(yàn)矩陣，其中所述1’s的數(shù)量少于0’s的數(shù)量；和列置換矩陣生成器，用于根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序通過置換奇偶校驗(yàn)矩陣的列來生成列置換矩陣。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述列置換矩陣生成器包括刪截位計算單元，用于根據(jù)在所要求的碼率中的最大碼率來計算將要刪截的位數(shù)；刪截位位置確定單元，用于根據(jù)所計算的位數(shù)來確定將要置換的列的數(shù)量并且確定所述數(shù)量的由刪截引起的最小地降低性能的列作為將要替換的列；和列替換單元，用于替換所確定的列。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述刪截位位置確定單元確定在根據(jù)低密度奇偶校驗(yàn)碼的特性的因子圖上連接到一個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個可變節(jié)點(diǎn)中刪截一個可變節(jié)點(diǎn)的列作為將要刪截的列。
24.一種接收由低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼的數(shù)據(jù)的裝置，所述裝置包括位插入器，用于根據(jù)接收數(shù)據(jù)的碼率在相應(yīng)的刪截位置上插入和在發(fā)送端刪截的位數(shù)相同的位；和低密度奇偶校驗(yàn)解碼器，用于基于低密度奇偶校驗(yàn)碼來執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)解碼，其中以由刪截引起的最小地降低性能的列的次序來置換列。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述位插入器在輸入到低密度奇偶校驗(yàn)解碼器的數(shù)據(jù)中以從左側(cè)列開始的順序在列中插入相應(yīng)數(shù)目的位。
26.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述低密度奇偶校驗(yàn)解碼器包括軟判決單元，用于執(zhí)行對由位插入器位輸出的被插入位的數(shù)據(jù)的信號的軟判決；和LLR解碼器，用于基于低密度奇偶校驗(yàn)碼來解碼由軟判決單元輸出的經(jīng)軟判決的信號。
27.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述低密度奇偶校驗(yàn)解碼器還包括奇偶校驗(yàn)矩陣生成器，用于生成M×N奇偶校驗(yàn)矩陣，其中1’s的數(shù)量少于0’s的數(shù)量；和列置換矩陣生成器，用于根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序通過置換奇偶校驗(yàn)矩陣的列來生成列置換矩陣。
28.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述列置換矩陣生成器包括刪截位計算單元，用于根據(jù)在所要求的碼率中的最大碼率來計算將要刪截的位數(shù)；刪截位位置確定單元，用于根據(jù)所計算的位數(shù)來確定將要置換的列的數(shù)量并且確定所述數(shù)量的由刪截引起的最小地降低性能的列作為將要替換的列；和列替換單元，用于替換所確定的列。
29.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述刪截位位置確定單元確定在根據(jù)低密度奇偶校驗(yàn)碼的特性的因子圖上連接到一個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個可變節(jié)點(diǎn)中刪截一個可變節(jié)點(diǎn)的列作為將要置換的列。
30.一種用于發(fā)送由低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼的數(shù)據(jù)的方法，包括步驟通過低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼輸入數(shù)據(jù)；和在低密度奇偶校驗(yàn)碼中以由刪截引起的最小地降低性能的列的次序刪截所編碼的數(shù)據(jù)。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中編碼步驟還包括根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序在低密度奇偶校驗(yàn)碼中重置換的步驟。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中在重置換的步驟中，由刪截引起的最小地降低性能的列被左側(cè)列或最右側(cè)列替換。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中，在刪截的步驟中，根據(jù)輸出數(shù)據(jù)的碼率以從在低密度奇偶校驗(yàn)碼中的左側(cè)列開始的次序刪截位。
34.如權(quán)利要求30所述的方法，其中編碼輸入數(shù)據(jù)的步驟包括步驟生成具有元素0和1之間的M×N奇偶校驗(yàn)矩陣，其中1’s的數(shù)量少于0’s的數(shù)量；根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序通過置換奇偶校驗(yàn)矩陣的列來生成列置換矩陣；從列置換矩陣中生成產(chǎn)生矩陣；和根據(jù)產(chǎn)生矩陣來編碼輸入數(shù)據(jù)。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中生成列置換矩陣的步驟包括步驟根據(jù)在所要求的碼率中的最大碼率來計算將要刪截的位數(shù)；根據(jù)所計算的位數(shù)來確定將要置換的列的數(shù)量并且確定所述數(shù)量的由刪截引起的最小地降低性能的列作為將要替換的列；和替換所確定的列。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中在確定列數(shù)的步驟中，確定在根據(jù)低密度奇偶校驗(yàn)碼的因子圖上連接到一個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個可變節(jié)點(diǎn)中刪截一個可變節(jié)點(diǎn)的列作為將要置換的列。
37.如權(quán)利要求35所述的方法，其中確定列數(shù)的步驟包括步驟在低密度奇偶校驗(yàn)矩陣中選擇具有最少數(shù)量的1’s的列；分析在選擇的列中的1’s的行；和在第j列是所選擇的列的情況下，如果第j列滿足預(yù)定條件，則確定第j列作為將要被刪截的候選列，其中所述條件是指至少存在一個具有非0元素的非-刪截列的1’s的行。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中確定列數(shù)的步驟，如果第0到第(j-1)列滿足所述預(yù)定條件，則第j列被確定為將要刪截的列。
39.一種用于接收通過低密度校驗(yàn)碼編碼的數(shù)據(jù)的方法，包括步驟根據(jù)接收數(shù)據(jù)的碼率插入和在發(fā)送端刪截的位數(shù)相同多的位到相應(yīng)的刪截位置；和基于低密度奇偶校驗(yàn)碼執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)解碼，其中列是以由刪截引起的最小地降低性能的列的次序置換的。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其中在插入位的步驟中，以從被輸入的數(shù)據(jù)中的左側(cè)列開始的順序在列中插入相應(yīng)數(shù)目的位
41.如權(quán)利要求39所述的方法，其中執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)解碼的步驟包括步驟為被插入位的數(shù)據(jù)的信號執(zhí)行軟判決；和基于低密度奇偶校驗(yàn)碼來解碼經(jīng)軟判決的信號。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其中執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)解碼的步驟進(jìn)一步包括步驟生成具有元素0和1的M×N奇偶校驗(yàn)矩陣，其中1’s的數(shù)量少于0’s的數(shù)量；和根據(jù)由刪截引起的最小地降低性能的列的次序通過置換奇偶校驗(yàn)矩陣的列來生成列置換矩陣。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其中生成位置換矩陣的步驟包括步驟根據(jù)在所要求的碼率中的最大碼率來計算將要刪截的位數(shù)；根據(jù)所計算的位數(shù)來確定將要置換的列數(shù)并且確定所確定數(shù)量的由刪截引起的最小地降低性能的列作為將要替換的列；和替換所確定的列。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其中在確定列數(shù)的步驟中，確定在根據(jù)低密度奇偶校驗(yàn)碼的因子圖上連接到一個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個可變節(jié)點(diǎn)中刪截一個可變節(jié)點(diǎn)的列作為將要刪截的列。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中確定列數(shù)的步驟包括步驟在低密度奇偶校驗(yàn)矩陣中選擇具有最少數(shù)量的1’s的列；分析在選擇的列中的1’s的行；和在第j列是所選擇的列的情況下，如果第j列滿足預(yù)定條件，則第j列被確定為將要被刪截的候選列，其中所述條件是指存在至少一個具有非0元素的非-刪截列的1’s的行。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其中確定列數(shù)的步驟，如果第0到第(j-1)列滿足所述預(yù)定條件，則第j列被確定為將要刪截的列。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于發(fā)送/接收由低密度奇偶校驗(yàn)矩陣碼編碼的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)、裝置和方法。該用于發(fā)送由低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼的數(shù)據(jù)的裝置包括低密度奇偶校驗(yàn)編碼器，用于基于低密度奇偶校驗(yàn)碼來編碼輸入數(shù)據(jù)；和位刪截器，用于根據(jù)輸出數(shù)據(jù)的碼率在低密度奇偶校驗(yàn)碼中以由刪截引起的最小地降低性能的列的次序刪截列。因此，可以在支持多種碼率的下一代移動通信系統(tǒng)中實(shí)施該具有優(yōu)越性能的低密度奇偶校驗(yàn)碼。
文檔編號G06F11/00GK1697359SQ20051007417
公開日2005年11月16日 申請日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月22日
發(fā)明者具宰賢, 金宰弘, 徐承范, 崔義榮 申請人:三星電子株式會社