[发明专利]用于准循环低密度奇偶校验码的再定址解码器与解码方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种用于准循环低密度奇偶校验码(quasi-cyclic low-density parity-check codes，Q-C LDPC)的解码器及其解码方法，且特别是有关于一种具有平行处理架构，应用于准循环低密度奇偶校验码的解码器及其解码方法。

背景技术

随着无线传输与通讯技术的发展，对于传输频宽以及效率的要求也日益严格。前向纠错技术(Forward Error Correction)技术用于增进传输的正确性以提升传输效率有显著的效果，因此日益为人重视。许多前向纠错的方法与编码于此风气下一一被提出，较为人熟知的有区块码(Block Code)、汉明码(Hamming Code)、回旋码(Convolutional Code)，以及近十年来比较重视的涡轮码(Turbo Code)以及低密度奇偶校验码。其中低密度奇偶校验码于前向纠错技术中的应用，因其可接近理论上香农极限(Shannon Limit)的编码效能，成为其中一个十分重要的分支。

香农极限可定义为一通信频道中的编码率，具有一特定的信噪比(SNR)。换言之，香农极限指频道传输能力的极限。

低密度奇偶校正码是线性区块码的一种，低密度是指在检查矩阵中1的个数相比整个矩阵元素中所占的比例非常少，而这也正是低密度奇偶校正的特色。线性区块码(Linear Block Code)是一种常用的错误修正码，此编码原理是将所要传输的信号先与生成矩阵(Generate matrix，G matrix)相乘，即会产生比原始数据还长的传送码。接收端接收到此信号会与转置后的检查矩阵(Check matrix，H matrix)相乘来检查及修正接收到的数据，回复到原始数据的状态。

以低密度奇偶校正码而言，一个(n，k)的低密度奇偶校正码，其n代表码的长度(Codeword)，而k代表数据位元(Information Bits)的长度，再利用定义产生的检查矩阵H，可定义其码率R＝k/n。检查矩阵H根据每行权重(column weight)或每列权重(row weight)相同与否，可分成规则，半规则，不规则三种。行权重即是一行中1的个数，列权重是指一列中1的个数。在H矩阵中，如行权重固定，且列权重也固定，定义其为规则检查矩阵。只有其一固定则定义为半规则，两者皆不固定则定义其为不规则检查矩阵。就效率上来说，不规则检查矩阵的效能是最好的，但也因其不规则特性导致其硬件设计比起前两者复杂许多。

目前，各国所推广与制定的地面数字广播规格，例如中国移动多媒体广播系统(China Mobile Multimedia Broadcasting，CMMB)、地面数字电视传输标准(Digital Terrestrial Multimedia Broadcast，DTMB)以及数字视频广播(Digital Video Broadcasting，DVB)，或是无线传输标准例如WiMAX，IEEE802.11n或IEEE 802.3an等，也各自将低密度奇偶校正码加入作为前向纠错技术的基础。

应用于前述地面数字广播的低密度奇偶校正码具有准循环(Quasi-Cyclic)的特性，称为准循环低密度奇偶校正码(QC-LDPC)。定义一个QC-LDPC码，通常仅需定义其对应的奇偶校验矩阵，QC-LDPC码由多个个大小相等的稀疏循环矩阵组成。

QC-LDPC码具有码字循环(Code Word Cyclic)属性，即若码字C＝(c0，c1，...，cN-1)是一个合法码字(其中N表示码字长度)，那么将码字C向右循环移动S(0≤s≤N-1)个元素后获得的码字Tsc＝(cN-s，cN-s+1，...，cN-s-1)依然是一个合法码字。准循环与循环不同，仅仅是一种局部循环。换句话说，QC-LDPC码具有准循环属性，具体可解释如下。

假设码字c＝(c1，c2，...，cn)是QC-LDPC码的一个合法码字，其中码字长度N＝nL，向量cj＝(cj，0，cj，1，...，cj，L-1)(1≤j≤n)长度为L，那么将码字c向右回圈移动p(0≤p≤L-1)个元素后获得的码字Tpc依然是一个合法的QC-LDPC码字。其中循环码字Tpc＝(～Tpc1，～Tpc2，...，～Tpcn)表示对每一个向量cj进行循环向右移位，即～Tpc＝(cj，L-p，cj，L-p+1，…，cj，L-p-1)。