[发明专利]用LDPC码的自适应可变码率的编码和解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及编解码方法，且更为具体地说涉及使用LDPC码的可变码率的自适应编码/解码。尽管本发明适用于宽范围的应用，但是特别适用于有效地使得低密度奇偶校验(LDPC)码适应于具有应用于它的可变码率的通信系统。

背景技术

一般，编码是发射侧为接收侧进行的数据处理的处理过程，尽管在发射侧通过通信信道发送数据时，由于信号失真，损失等引起错误，仍恢复原始数据。并且，解码是接收侧将编码的发送的数据恢复成原始数据的处理过程。

近来，对使用LPDC码的编码方法予以了很多关注。LPDC码是在1962年由Gallager提出的线性分组码，由于奇偶校验矩阵H的多数元素是零，其具有低密度。由于那时的技术困难实现很复杂的LDPC码是困难的。但是，在1995年LDPC码被考虑，使得它的优越性能受到验证。所以，做了很多工作研究和开发LPDC码(参考文献：[1]RobertG.Gallager，”Low-Density Parity-Check Codes”，The MIT Press，September 15，1963。[2]D.J.C.Mackay，Good error-correcting codes basedon very spars matrices，IEEE Trans.Inform.Theory，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”的数目很小，在大的矩阵大小的情况，通过重复解码实现LDPV的奇偶校验矩阵的解码。如果矩阵的大小非常大，则LDPC码的奇偶校验矩阵显示出近似于像turbo码的香农的信道容量限制的性能。

用(n-k)×n维的奇偶校验矩阵H能够解释LDPC码。并且，通过公式1能够求出对应于奇偶校验矩阵H的发生器矩阵G

公式1

H·G＝0

在使用LDPC的编解码方法中，使用与奇偶校验矩阵H具有公式1关系的发生器矩阵G，发射侧由公式2编码输入数据。

公式2

c＝G·u，其中“c”是码字(codeword)，且“u”是数据帧。

但是，目前普遍使用，利用奇偶校验矩阵而不是发生器矩阵G的输入数据编码方法。因此，如在上述中解释的，在使用LDPC码的编码/解码方法中奇偶校验矩阵H是最重要的因素。

同时，在最近的移动通信系统或无线因特网系统中，普遍使用通过根据信道状态或要发送的数据量改变码率来编码输入数据的可变码率方案。并且，码率“r”能够用公式3表达。

公式3

r＝k/3，“k”是源数据长度，且“n”是编码的数据(码字)长度。

编码的数据(码字)由系统位和奇偶位构成。系统位是在编码前的源数据，且奇偶位是被添加到系统位的后部的部分。“n”是系统位数和奇偶位数的总和值。为了提高码率，能够减小奇偶位。为了降低码率，能够减小系统位。

在良好的信道状态时一般使用奇偶位减小方案。而在信道状态不好时使用系统位减小方案。

但是，尽管提出了将可变码率应用到使用turbo或卷积码的编码/解码方法的各种方案，将可变码率应用到使用LDPC码的编码/解码方法的方法仍是未知的。

发明内容

因此，本发明涉及使用LDPC的可变码率的自适应编码/解码方法，其基本避免了由于现有技术的限制和缺点造成的一个或多个问题。

本发明的目的是提供一种使用LDPC码的可变码率的自适应编码/解码方法，通过该方法低密度奇偶校验(LDPC)码可应用于利用可变码率的系统。

本发明另一目的是提供使用LDPC码的可变码率的自适应编码/解码方法，通过该方法，在改变奇偶矩阵H以将可变码率应用于通信系统时，能够使得行或列权值对于整个奇偶校验矩阵H具有规律性。

本发明的附加特征和优点在下面的说明中说明，其部分从说明可见是明显的，或通过实施可以学习。通过说明，权利要求和附图指出的结构能够获得本发明的目的和其他优点。

为实现这些和其他优点根据本发明的用途，如实施例表明的和广泛说明的，在包括多个子矩阵的奇偶校验矩阵中，根据本发明的可变码率的自适应编码方法包括步骤：通过根据码率减小构成第一奇偶校验矩阵的多个子矩阵的一部分，产生对应于码率的第二奇偶校验矩阵，其中所述码率应用于编码输入源数据的；和使用第二奇偶校验矩阵编码输入源数据。