[发明专利]编码方法和编码设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于对具有不同编码率的多个码编码的编码方法和编码设 备，具体地，涉及使得码在低码率和高码率两种情况下都具有良好的BER (比特误差率)性能的编码方法和编码设备。

背景技术

通常，在许多通信设备以及记录和再现设备中，通过发送从对输入信息 序列编码形成的码序列来尝试降低数字发送信息的BER。

图1是示出由发送设备11和接收设备12组成的传统无线通信系统1的 配置的框图。

在图1中，首先用户侧的信息序列被输入到编码器21，并以k/n的速率 对其编码以成为码序列。

在这里，k是信息字长度，n是码字长度，以及k/n被称为码率或编码率。 而且，对于编码，经常组合多种类型的编码，比如加密、纠错编码和RLL (游程长度受限)编码。

码序列被输入到发送器22，并且在无线通信系统1中的发送设备11的 情况下，通过发送器22中的发送天线将发送信号向空间发送。

发送信号被输入到接收器31，并且在无线通信系统1中的接收设备12 的情况下，通过接收器31中的接收天线将输入信号从空间中的信号转换为 模拟接收信号。

通过使用模拟均衡器(未在示意图中表示出)将这些模拟信号均衡 (equalize)为预定目标的均衡特性，然后每次在A/D(模拟/数字)转换器 32中将其转换为数字接收信号。相位同步电路(未在示意图中表示出)被包 括在A/D转换器32中。

在码检测器33中，数字接收信号被转换为检测的码序列或关于其后验 概率的信息的序列，其后被输入到解码器34，随后以n/k的速率被解码为检 测信息字，以变为检测信息序列。

然而，如果模拟均衡器的均衡不充分，则还存在在A/D转换器32和码 检测器33之间提供数字均衡器的情况。而且，近年来，通常在码检测器33 中使用诸如维特比检测器(Viterbi detector)之类的软判决检测器。此外，如 果在解码器34中使用迭代解码方法，则在一些情况下在码检测器33中使用 后验概率检测器。

尽管在图1中描述了由发送设备11和接收设备12组成的无线通信系统 1，但是还能够采用由其中提供了记录器而不是发送器22的记录设备和其中 提供了再现器而不是接收器31的再现设备组成的记录和再现系统。在该情 况下，在记录和再现系统中由编码器21、A/D转换器32、码检测器33和解 码器34执行的处理与在无线通信系统1中执行的处理类似。

顺便提及，在图1中，将各种码作为用在编码器21和解码器34中的纠 错码来研究，并且已将诸如RS(理德-所罗门)码之类的部分的码投入了实 际使用中。

近年来，关于例如诸如移动通信和深空间通信之类的通信领域和诸如陆 地或卫星数字广播之类的广播领域的研究正得到大力发展。与之一起，与以 增强纠错编码和解码中的效率为目的的码理论有关的研究也在进行。

作为对码性能的理论限制，由所谓的Shannon(C.E.Shannon)信道编 码理论给出的Shannon极限是已知的。与码理论有关的研究的目的之一是开 发呈现出接近该Shannon极限的性能的码。作为呈现出接近Shannon极限的 性能的编码方法，已经开发了诸如并行级联卷积码和串行级联卷积码之类的 被称为所谓的turbo编码的方案。

而且，近年来，在开发这些turbo码的同时，关于作为由图1中的编码 器21和解码器34使用并有效降低发送信息的BER的纠错码之一的低密度 奇偶校验(LDPC(低密度奇偶校验码))码的研究正在积极进行。

尽管LDPC码是由R.G.Gallager在1962年提出并且很久前就是已知的 码，但是最近变得清晰的是，LDPC码具有非常优异的解码性能。在非专利 文件1中公开了LDPC码。由于最近的研究，正在成为已知的是，在具有低 码率的码的情况下，当将码长度设置得更长时，LDPC码可以达到更接近 Shannon极限的性能。而且，LDPC码具有最小距离不需要与码长度成比例 的特性。

在这里，LDPC码是指具有奇偶校验矩阵(下文中称为校验矩阵)的奇 偶校验码，在该校验矩阵中，非零元素的密度低(稀疏)。