KR100698192B1

KR100698192B1 - Method for decoding of LDPC codes

Info

Publication number: KR100698192B1
Application number: KR1020050081796A
Authority: KR
Inventors: 이영섭; 정지욱; 오민석; 정규혁; 조기형; 김소연
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2007-03-22
Also published as: KR20070025522A

Abstract

본 발명은 LDPC 복호화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, H 행렬의 구조를 이용하여 수신 단에서 낮은 복호 복잡도를 갖으면서도 오류율이 더 낮은 데이터의 복호와 빠른 속도의 복호가 가능한 LDPC 복호화 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 LDPC 부호의 복호 방법은, 채널을 통해 수신된 데이터를 패리티 검사 행렬(parity check matrix)을 이용하여 LDPC(low density parity check) 복호화(decoding)하는 방법에 있어서, 상기 패리티 검사 행렬을 행(row)과 열(column)의 방향에 따라 복수의 부분 행렬로 나누고, 상기 부분 행렬 각각에 대하여 순차적으로 확률 값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 확률 값과 상기 채널을 통해 수신된 데이터를 이용하여 코드워드를 결정하는 단계를 포함하여 이루어지는 특징으로 갖는다. The present invention relates to an LDPC decoding method, and more particularly, to an LDPC decoding method capable of decoding data having a low error rate and decoding at a high speed using a structure of an H matrix at a receiving end. will be. The decoding method of the LDPC code according to the present invention is a method of decoding a low density parity check (LDPC) decoding data received through a channel using a parity check matrix (parity check matrix), the parity check matrix Dividing into a plurality of partial matrices according to the directions of rows and columns, and sequentially calculating probability values for each of the partial matrices; And determining a codeword using the calculated probability value and the data received through the channel.

LDPC, 복호화, 패리티 검사 행렬, 반복, 구분, 영역 LDPC, Decoding, Parity Check Matrix, Iteration, Separation, Region

Description

Decoding method of LDPC code {method for decoding of LDPC codes}

도 1은 패리티 검사 행렬 H를 이분법 그래프(Bipartite graph)를 통해 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a parity check matrix H through a bipartite graph.

도 2는 레이어(layer) 단위로 구분된 패리티 검사 행렬의 예를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating an example of a parity check matrix divided into layers.

도 3은 그룹 단위로 구분된 패리티 검사 행렬의 예를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a parity check matrix divided into groups.

도 4는 하이브리드 LDPC 복호 방법이 적용되는 패리티 검사 행렬의 예이다.4 is an example of a parity check matrix to which a hybrid LDPC decoding method is applied.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 한번의 반복 복호 내에서의 연산 과정을 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating an operation process within one iterative decoding according to an embodiment of the present invention.

도 6은 기존의 LDPC 복호 스케줄링과 본 발명의 복호 스케줄링에 대한 성능 분석 곡선이다.6 is a performance analysis curve for conventional LDPC decoding scheduling and decoding scheduling of the present invention.

본 발명은 LDPC 복호화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, H 행렬의 구조를 이용하여 수신 단에서 낮은 복호 복잡도를 갖으면서도 오류율이 더 낮은 데이터의 복호와 빠른 속도의 복호가 가능한 LDPC 복호화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an LDPC decoding method, and more particularly, to an LDPC decoding method capable of decoding data having a low error rate and decoding at a high speed using a structure of an H matrix at a receiving end. will be.

이하 종래기술에 따른 LDPC(Low Density Parity Check) 부호에 대하여 설명한다. 선형 부호는 생성 행렬 G 또는 패리티 체크 행렬 H로 기술될 수 있다. 선형 부호의 특징은 모든 코드워드 c 에 대하여, cH^T=0 을 만족하도록 부호가 구성된다는 점이다. 이 선형 부호의 일종으로서, 최근에 가장 각광 받는 low-density 패리티-체크 (LDPC) 부호는 1962년 Gallager에 의하여 처음 제안되었다. 이 부호의 특징으로는 패리티 체크 행렬의 원소가 대부분 0으로 이루어지고, 0이 아닌 원소의 수는 부호 길이에 비하여 적은 수를 가지도록 하여 확률을 기반으로 한 반복적 복호가 가능한 점이다. LDPC 부호의 패리티 체크 행렬 H 상에 0이 아닌 원소의 밀도가 적기 때문에 낮은 복호 복잡도를 가지게 된다. 아울러, 복호 성능도 기존의 부호들보다 우수하여 Shannon의 이론적인 한계에 근접하는 좋은 성능을 보인다.Hereinafter, a Low Density Parity Check (LDPC) code according to the prior art will be described. The linear code can be described by the generation matrix G or parity check matrix H. The characteristic of the linear sign is that for all codewords c, the sign is configured to satisfy cH ^T = 0. As one of these linear codes, the most popular low-density parity-check (LDPC) code was first proposed by Gallager in 1962. The characteristic of this code is that the elements of the parity check matrix are mostly 0, and the number of non-zero elements has a smaller number than the code length, so that it is possible to perform iterative decoding based on probability. Since the density of nonzero elements on the parity check matrix H of the LDPC code is small, the decoding complexity is low. In addition, the decoding performance is also better than the existing codes, showing a good performance close to Shannon's theoretical limit.

이하 LDPC 부호화(Encoding) 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, an LDPC encoding method will be described.

일반적인 LDPC 부호화 방법에서는 LDPC 패리티 검사 행렬(Parity Check Matrix) H로부터 생성 행렬(Generation Matrix) G를 유도해 내어 정보 비트(information bit)를 부호화(encoding)한다. 상기 행렬 G를 유도하기 위해, H를 가우스 소거(Gaussian Reduction) 방법을 통해 [ P^T : I ]를 구성할 수 있다. 상기 정보 비트(Information bit)의 수를 k이라 하고, 코드워드(codeword)의 크기를 n이라고 할 때, P는 행 크기가 k 열 크기가 n-k인 행렬이고 I는 행 크기가 k 열 크기가 k인 단위행렬(Identity Matrix)이 될 수 있다. 상기 G 행렬은, 상기 H 행렬이 [ P^T : I ]와 같이 표현되었을 때, [ I : P ] 가 된다.In a general LDPC encoding method, a generation matrix G is derived from an LDPC parity check matrix H to encode an information bit. In order to derive the matrix G, [P ^T : I] may be configured by H using a Gaussian reduction method. When the number of information bits is k and the size of a codeword is n, P is a matrix whose row size is k column size nk and I is a row size k column size k It can be an identity matrix. The G matrix becomes [I: P] when the H matrix is expressed as [P ^T : I].

부호화(Encoding)되는 k bit의 입력 데이터를 행렬 x(행 크기 1, 열 크기 k인 행렬)라 할 때, 부호화된 코드워드(codeword) c는 다음과 같다. When the encoded k bit input data is referred to as a matrix x (a matrix having a row size of 1 and a column size of k), an encoded codeword c is as follows.

c = xG = [ x : xP ]c = xG = [x: xP]

이하, LDPC 복호화(decoding) 방법에 대하여 설명한다. 수신 단의 디코더(decoder)는 송신단의 부호화(Encoding) 결과인 코드워드(c)에서 정보 비트(x)를 구해야 하는데, cH^T=0인 성질을 이용하여 찾아낸다. 즉, 수신된 codeword를 c'이라 할 때, c'H^T의 값을 계산하여 결과가 0 이면, c'의 앞의 k개의 bit를 디코딩(decoding)된 정보 비트(information bit)로 결정한다. c'H^T의 값이 0이 아닌 경우, 그래프(graph)를 통한 합 곱(sum-product) 알고리즘, 신뢰도 전파(belief propagation) 알고리즘 등을 사용하여, c'H^T의 값이 0을 만족하는 c'를 찾아 x를 복구한다.Hereinafter, the LDPC decoding method will be described. The decoder of the receiver should obtain the information bit (x) from the codeword (c) which is the encoding result of the transmitter, and finds it using the property of cH ^T = 0. That is, when the received codeword is c ', the value of c'H ^T is calculated, and if the result is 0, the previous k bits of c' are determined as decoded information bits. If the value of c'H ^T is not 0, the sum-product algorithm, the reliability propagation algorithm, etc., through the graph are used, and the value of c'H ^T satisfies 0. Find c 'and recover x.

도 1은 패리티 검사 행렬 H를 이분법 그래프(Bipartite graph)를 통해 나타낸 도면이다. 도 1에서, CNU는 검사 노드 유닛(Check Node Unit)을 나타내고, VNU는 비트 노드 유닛(Variable Node Unit)을 나타낸다. 이분법 그래프 상에서 알고리즘을 적용하여 복호화하는 과정은 크게 3개의 과정으로 설명될 수 있다. 1 is a diagram illustrating a parity check matrix H through a bipartite graph. In FIG. 1, CNU represents a Check Node Unit and VNU represents a Variable Node Unit. Decoding by applying an algorithm on a dichotomous graph can be largely described as three processes.

1. 검사 노드(check node)에서 비트 노드(variable node)로의 확률값 갱신1. Update probability value from check node to variable node

2. 비트 노드에서 검사 노드로의 확률값 갱신2. Update probability value from bit node to check node

3. 비트 노드의 확률을 통한 복호값 결정3. Determination of Decoding Value through Probability of Bit Node

우선 상기 제1 과정을 수행하기 위해서, 채널로부터 수신된 확률 값이 입력되는 초기화(initialization)단계를 거쳐, 상기 검사 노드(check node)의 갱신(update)을 수행하는 제1 과정이 수행된다. 상기 제1 과정 수행 이후, 상기 비트 노드(variable node)에서 검사 노드(check node)로의 확률 값이 갱신되면 제2 과정이 수행된다. 상기 제1, 제2 과정을 수행한 이후, 상기 채널로부터 수신된 확률 값과 상기 제1 및 제2 과정을 통해 갱신된 확률 값을 이용하여 복호 값을 결정한다. First, in order to perform the first process, a first process of performing an update of the check node is performed through an initialization step in which a probability value received from a channel is input. After performing the first process, if a probability value from the variable node to the check node is updated, the second process is performed. After performing the first and second processes, a decoding value is determined using the probability values received from the channel and the probability values updated through the first and second processes.

복호화 과정은 제1, 2의 과정을 거친 후 제3 과정에서 상기 결정된 복호 값(c')이 검사식 c'H^T=0 을 만족하는 경우, 상기 값(c')을 복호 된 값으로 결정하고, 그렇지 않을 경우 일정한 횟수만큼 상기 검사식을 만족할 때까지 상기 제1, 2의 과정을 반복(iteration)하게 된다. 상기 제1, 2의 과정에서 이루어지는 확률 값의 갱신 과정은 패리티 검사 행렬의 각 행 혹은 열에 속한 영(0)이 아닌 성분의 개수, 즉 1의 개수만큼 각각의 갱신과정을 반복하게 된다. 즉, 상기 패리티 검사 행렬 H의 무게(weight)에 해당하는 위치에서 상기 제1 과정의 갱신(check to variable update)과 상기 제2 과정의 갱신(variable to check update)이 수행된다.When the decoding value c 'satisfies the test expression c'H ^T = 0 in the third step after the first and second processes, the decoding process determines the value c' as a decoded value. Otherwise, the first and second processes are repeated until the inspection equation is satisfied a predetermined number of times. In the updating of the probability values in the first and second processes, each updating process is repeated by the number of nonzero components of the parity check matrix, that is, the number of ones. That is, a check to variable update and a variable to check update of the first process are performed at a position corresponding to the weight of the parity check matrix H.

상기 제1, 2의 과정을 반복할수록 검사 노드와 비트 노드간의 확률값의 신뢰도가 높아지고, 결과적으로 구하고자하는 코드워드(codeword)의 참값에 근접하게 된다. As the first and second processes are repeated, the reliability of the probability value between the check node and the bit node is increased, and as a result, it is closer to the true value of the codeword to be obtained.

종래의 LDPC 부호의 복호는 주로 패리티 검사 행렬의 다른 표현인 이분법 그래프 상에서 검사 노드와 비트 노드 사이의 확률 값의 갱신으로 신뢰도를 높이는 과정의 반복을 통해 이루어지게 된다. 패리티 검사 행렬의 다른 표현인 이분법 그래프를 이용해 복호하는 방법은, 갱신된 확률 값을 통해 코드워드(codeword)를 결정하게 되므로, 코드워드를 결정하게 되는 확률 값의 갱신 과정이 복호기의 성능에 직접적인 영향을 미치게 된다.The decoding of a conventional LDPC code is mainly performed by repeating a process of increasing reliability by updating probability values between check nodes and bit nodes on a dichotomous graph, which is another representation of a parity check matrix. In the decoding method using a dichotomy graph, which is another representation of the parity check matrix, the codeword is determined through the updated probability value, and thus the process of updating the probability value that determines the codeword directly affects the performance of the decoder. Get mad.

신뢰도의 갱신 과정은 크게 검사 노드에서 비트 노드로의 확률 값 갱신 과정과 비트 노드에서 검사 노드로의 확률값 갱신 과정으로 나누어 생각할 수 있다. 두 과정 확률 값을 갱신하기 위해서는 자신의 값을 제외한 같은 열(column)에 놓인 확률 값이나, 같은 행(row)에 놓인 확률 값을 사용하게 된다. 이때, 사용하게 되는 확률 값은 얼마나 많이 갱신되었는가에 따라서 좀 더 신뢰도가 높은 결과, 즉 보다 긍정적인 영향을 복호기에 미치게 된다. The reliability update process can be broadly divided into the process of updating the probability value from the check node to the bit node and the process of updating the probability value from the bit node to the check node. To update the two process probability values, the probability values placed in the same column except for their own values or the probability values placed in the same row are used. At this time, the probability value to be used has a more reliable result, that is, a more positive effect, depending on how many times the probability value is updated.

종래의 LDPC 복호 방법에서는 같은 행이나 열 상에서의 신뢰도 갱신에 있어서, 모두 같은 정도의 갱신과정을 거친 확률 값을 사용하여 연산하는 방법을 사용하였다.In the conventional LDPC decoding method, in the reliability update on the same row or column, a calculation method using a probability value that has undergone the same degree of update process is used.

본 발명은 종래의 LDPC 복호 방법을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 올바른 코드워드로의 수렴 속도, 즉 복호 속도를 향상시키는 LDPC 복호화방법을 제공하는 것이다. The present invention has been proposed to improve the conventional LDPC decoding method, and an object of the present invention is to provide an LDPC decoding method for improving the convergence speed to the correct codeword, that is, the decoding speed.

본 발명에 따른 LDPC 복호화 방법은, 검사 노드(check node)에서 비트 노드(variable node)로의 확률 값 갱신 과정과 비트 노드에서 검사 노드로의 확률 값 갱신 과정에 있어서, 같은 행이나 열 속에서 앞서 갱신된 값이 있을 때, 그 갱신된 값을 사용해서 확률 값의 갱신 과정을 수행한다.In the LDPC decoding method according to the present invention, in a process of updating a probability value from a check node to a variable node and a process of updating a probability value from a bit node to a check node, the LDPC decoding method is previously updated in the same row or column. When there is a new value, the updated value is used to update the probability value.

본 발명에 따른 LDPC 복호화 방법은, 채널을 통해 수신된 데이터를 패리티 검사 행렬(parity check matrix)을 이용하여 LDPC(low density parity check) 복호화(decoding)하는 방법에 있어서, 상기 패리티 검사 행렬을 행(row)과 열(column)의 방향에 따라 복수의 부분 행렬로 나누고, 상기 부분 행렬 각각에 대하여 순차적으로 확률 값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 확률 값과 상기 채널을 통해 수신된 데이터를 이용하여 코드워드를 결정하는 단계를 포함하여 이루어지는 특징을 갖는다. In the LDPC decoding method according to the present invention, a method for decoding low density parity check (LDPC) decoding data received through a channel using a parity check matrix, dividing the matrix into a plurality of partial matrices according to directions of rows and columns, and sequentially calculating probability values for each of the partial matrices; And determining a codeword using the calculated probability value and the data received through the channel.

본 발명의 또 다른 일 양상에 따른 LDPC 복호화 방법은, 채널을 통해 패리티 검사 행렬을 이용하여 LDPC 데이터를 수신하고, 상기 패리티 검사 행렬을 열의 복수의 그룹 중 하나의 그룹단위에서 상기 패리티 검사행렬의 행의 layer 단위로 반복 복호하고 상기 열의 복수 그룹은 그룹 단위로 반복 복호를 수행하는 특징이 있다. In the LDPC decoding method according to another aspect of the present invention, LDPC data is received using a parity check matrix through a channel, and the parity check matrix is a row of the parity check matrix in one group unit of a plurality of groups of columns. Iteratively decodes by layer unit and repeats the decode by group.

본 발명에 따른 LDPC 복호화 방법의 세부적 특징은, 상기 확률 값을 산출하는 단계는, 상기 부분 행렬에 대한 확률 값을 입력받는 단계; 및 상기 부분 행렬에 대한 확률 값을 갱신하는 단계를 포함하는 것이다. Detailed features of the LDPC decoding method according to the present invention include the steps of: calculating a probability value; receiving a probability value for the partial matrix; And updating a probability value for the partial matrix.

또한, 본 발명의 다른 세부적 특징은, 상기 확률 값을 입력받는 단계는, 상기 부분 행렬의 행(row)의 성분을 입력받는 단계인 것이거나, 상기 채널을 통해 수신된 데이터를 입력받는 것이다. In addition, another detailed feature of the present invention is that the step of receiving the probability value is a step of receiving a component of a row of the partial matrix, or receiving data received through the channel.

또한, 본 발명의 다른 세부적 특징은, 상기 부분 행렬에 대한 확률 값을 갱신하는 단계는, 상기 부분 행렬에 대하여 검사 노드(check node)에서 비트 노드(variable node)로의 확률 값을 갱신하는 단계 및 상기 부분 행렬에 대하여 상기 비트 노드에서 상기 검사 노드로의 확률 값을 갱신하는 단계를 포함하는 것이다.In addition, another detailed feature of the present invention, wherein updating the probability value for the partial matrix, updating the probability value from a check node to a variable node for the partial matrix and Updating a probability value from the bit node to the check node for a partial matrix.

또한, 본 발명의 다른 세부적 특징은, 상기 코드워드를 결정하는 단계는, 상기 패리티 검사 행렬의 각 열(column)의 성분과 상기 채널을 통해 수신된 데이터를 이용하여 코드워드를 결정하는 것이다. Further, another detailed feature of the present invention is the step of determining the codeword, the codeword is determined using the components of each column of the parity check matrix and the data received through the channel.

이하, 같은 열 속에서 이미 갱신된 값이 있을 때, 그 갱신된 값을 사용하여 비트 노드에서 검사 노드로의 확률 값을 갱신하는 LDPC 복호화 방법(이하 '레이어에 의한 디코딩(Layered decoding)'이라 칭함)을 설명한다.Hereinafter, when there is an updated value in the same column, an LDPC decoding method for updating the probability value from the bit node to the check node using the updated value (hereinafter referred to as 'layered decoding') ).

상기 레이어에 의한 디코딩(layered decoding)은 LDPC 부호의 부호화 및 복호화에 사용하는 패리티 검사 행렬의 행을 여러 레이어(layer) 단위로 나누어 반복 복호하는 방법이다. 상기 레이어(layer)는 상기 패리티 검사 행렬의 행(row)을 그룹화하여 구분하는 경우, 각각의 행의 그룹을 나타낸다. 즉, 패리티 검사행렬의 행(row)들을 몇 개의 그룹으로 묶을 때, 하나의 그룹을 레이어(layer)라 할 수 있다. Layered decoding is a method of iterative decoding by dividing a row of a parity check matrix used for encoding and decoding an LDPC code in units of layers. The layer represents a group of each row when grouping and dividing rows of the parity check matrix. That is, when grouping rows of the parity check matrix into several groups, one group may be referred to as a layer.

도 2는 레이어(layer) 단위로 구분된 패리티 검사 행렬의 예를 나타내는 도면이다. 도시된 행렬은 상기 레이어에 의한 디코딩(layered decoding) 방법을 설명하기 위한 하나의 예로서, 하나의 숫자가 일정 크기의 부 행렬(sub-matrix)을 나타낸다. 상기 부 행렬은 일정한 정방형의 행렬로 구성된 행렬이고, 도면에 표시된 숫자는 일정한 크기의 정방형 행렬 중에서 특정한 행렬을 나타내는 값이다. 또한, -1이 표시된 행렬은 영 행렬을 나타낸다. 2 is a diagram illustrating an example of a parity check matrix divided into layers. The illustrated matrix is one example for explaining a layered decoding method, wherein one number represents a sub-matrix having a predetermined size. The sub-matrix is a matrix composed of constant square matrices, and the numbers shown in the drawings are values representing specific matrices among square matrices of constant size. In addition, the matrix with -1 represents a zero matrix.

상기 레이어에 의한 디코딩(layered decoding)은 패리티 검사 행렬 H의 같은 행(row)에서의 신뢰도 갱신에 있어서, 모두 같은 정도의 갱신과정을 거친 확률 값을 사용하여 신뢰도를 갱신한다. 즉, 상술한 종래의 LDPC 복호 방법과 같이 이분법 그래프 상에서 검사 노드와 비트 노드 간의 확률 값 갱신을 수행한다. 그러나, 비트 노드에서 검사 노드로 향하는 확률 값의 갱신 과정, 즉 상기 패리티 검사 행렬 H의 열(column)의 확률 값 갱신에 있어서는, 앞서 갱신된 값을 사용하여 상기 패리티 검사 행렬 H의 열(column)의 확률 값을 갱신하는 특징이 있다. 결국, 레이어에 의한 디코딩(layered decoding)은, 여러 개의 레이어(layer)로 이루어진 상기 패리티 검사 행렬에서 순차적으로 각 layer를 복호하는 방법이다. 이미 하나의 레이어에 대하여 연산을 수행하여 확률 값을 갱신하고, 다음 레이어에 대하여 확률 값 갱신을 위한 연산을 수행하는 경우에, 상기 하나의 레이어(layer)에서 연산된 결과, 즉 신뢰도가 갱신된 메시지 결과를, 상기 다음 레이어(layer)의 연산에 사용함으로써, 좀 더 신뢰도가 높은 메시지를 복호 과정 즉, 확률 값 갱신에 사용하게 된다. 결국, 이러한 확률 값 갱신이 반복되는 경우 좀 더 신뢰도가 높은 메시지가 확률 값 갱신에 사용되어, 검사 노드와 비트 노드 간의 확률 값의 신뢰도가 높아져서, 복호기의 성능이 좋아지게 된다. 도 2에서의 레이어에 의한 디코딩(layered decoding)은 Layer 1 -> Layer 2 -> Layer 3 -> Layer 4 -> Layer 5 -> Layer 6 -> Layer 7 -> Layer 8 순서로 수행될 수 있다. In the layered decoding, reliability is updated using probability values that have undergone the same degree of update in the reliability update of the parity check matrix H in the same row. That is, like the conventional LDPC decoding method described above, the probability value update between the check node and the bit node is performed on a binary graph. However, in updating a probability value from a bit node to a check node, that is, updating a probability value of a column of the parity check matrix H, the column of the parity check matrix H is updated using the previously updated value. It is characterized by updating the probability value of. As a result, layered decoding is a method of sequentially decoding each layer in the parity check matrix composed of several layers. In the case of performing an operation on one layer to update a probability value and performing an operation for updating a probability value on the next layer, a result of calculating the one layer, that is, a message whose reliability is updated By using the result in the calculation of the next layer, a more reliable message is used for the decoding process, that is, the probability value update. As a result, when such a probability value update is repeated, a more reliable message is used to update the probability value, thereby increasing the reliability of the probability value between the check node and the bit node, thereby improving the performance of the decoder. Layered decoding in FIG. 2 may be performed in order of Layer 1-> Layer 2-> Layer 3-> Layer 4-> Layer 5-> Layer 6-> Layer 7-> Layer 8.

이하, 같은 행(row) 속에서 이미 갱신된 값이 있을 때, 그 갱신된 값을 사용하여 검사 노드에서 비트 노드로의 확률 값을 갱신하는 LDPC 복호화 방법(이하 '섞임 디코딩(shuffled decoding)'이라 칭한다)을 설명한다.Hereinafter, when there is an already updated value in the same row, an LDPC decoding method for updating the probability value from the check node to the bit node using the updated value (hereinafter referred to as 'shuffled decoding'). Will be described).

상기 섞임 디코딩(shuffled decoding)은 LDPC 부호의 부호화 및 복호에 사용되는 패리티 검사 행렬의 열(column)을 여러 그룹(group) 단위로 나누어 반복 복호하는 방법을 말한다. 상기 섞임 디코딩(shuffled decoding) 역시, 일반적인 LDPC 부호의 복호에서와 같이 이분법 그래프 상의 검사 노드(check node)와 비트 노드(variable node) 사이의 확률 값 갱신을 통해 복호화 단계를 수행한다. 그러나, 섞임 디코딩(shuffled decoding)은 상기 검사 노드에서 비트 노드로의 확률 값을 갱신하는 과정에서, 상기 나누어진 그룹 단위로 확률 값의 갱신이 이루어지는 특징이 있다. The shuffled decoding refers to a method of iterative decoding by dividing a column of a parity check matrix used for encoding and decoding an LDPC code into groups. The shuffled decoding also performs a decoding step by updating a probability value between a check node and a variable node on a dichotomous graph as in decoding of a general LDPC code. However, in the shuffled decoding, the probability value is updated in the divided group unit in the process of updating the probability value from the check node to the bit node.

이미 하나의 그룹(group)에 대하여 연산을 수행하여 확률 값을 갱신하였고, 다음 그룹 대하여 확률 값 갱신을 위한 연산을 수행하는 경우에, 상기 하나의 그룹에서 연산된 확률 값을 이용하여, 상기 다음 그룹의 확룔 값을 갱신함으로써, 좀 더 신뢰도가 높은 확률 값을 복호 과정 즉, 확률 값 갱신에 사용하게 된다.When the probability value is updated by performing an operation on one group and the operation for updating the probability value is performed on the next group, the next group is used by using the probability value calculated in the one group. By updating the confirmation value of, a more reliable probability value is used for the decoding process, that is, the probability value update.

즉, 검사 노드에서 비트 노드로의 확률 값 갱신 과정에서 이전에 갱신된 확률 값을 일률적으로 사용하는 것이 아니라, 각 그룹별로 나누어 갱신한다. 결국 이러한 확률 값 갱신이 반복되는 경우 좀 더 신뢰도가 높은 확률 값이 다음번 확률 값 갱신에 사용되어, 검사 노드와 비트 노드 간의 확률 값의 신뢰도가 높아져서, 복호기의 성능이 좋아지게 된다. That is, in the process of updating the probability value from the check node to the bit node, instead of uniformly using the previously updated probability value, it is divided and updated for each group. As a result, when this probability value update is repeated, a more reliable probability value is used for the next probability value update, thereby increasing the reliability of the probability value between the check node and the bit node, thereby improving the performance of the decoder.

도 3은 그룹 단위로 구분된 패리티 검사 행렬의 예를 나타내는 도면이다. 도시된 행렬은 상기 섞임 디코딩(shuffled decoding) 방법을 설명하기 위한 하나의 예로서, 하나의 숫자가 하나의 일정크기의 부 행렬(sub-matrix)을 나타낸다.3 is a diagram illustrating an example of a parity check matrix divided into groups. The illustrated matrix is one example for explaining the shuffled decoding method, and one number represents one sub-matrix of a predetermined size.

도 3에서 상기 패리티 검사 행렬은 균일한 크기의 그룹(group)으로 구분되어 있으며, 상기 검사 노드 갱신(check to variable update)은 group 1 -> group 2 -> group 3 -> group 4 의 순서로 이루어질 수 있다. In FIG. 3, the parity check matrix is divided into groups of uniform size, and the check node update is performed in the order of group 1-> group 2-> group 3-> group 4. Can be.

이하, 검사 노드(check node)에서 비트 노드(variable node)로의 확률 값 갱신 과정과 비트 노드에서 검사 노드로의 확률 값 갱신 과정에 있어서, 같은 행이나 열 속에서도 이미 갱신된 값이 있을 때, 그 갱신된 값을 사용해서 확률 값을 갱신하는 LDPC 복호화방법(이하 '하이브리드(hybrid) LDPC 복호화 방법'이라 칭한다)을 설명한다.Hereinafter, in the process of updating the probability value from the check node to the variable node and the process of updating the probability value from the bit node to the check node, when there are already updated values in the same row or column, the update is performed. An LDPC decoding method (hereinafter referred to as a "hybrid LDPC decoding method") for updating a probability value using the obtained value will be described.

본 발명에 따른 하이브리드(hybrid) LDPC 복호화 방법은 동일 전송 전력으로 기존의 복호 스케줄링에 비해 우수한 성능을 보이는 반복 복호 스케줄링 방법에 관한 것이다. 도 4는 하이브리드(hybrid) LDPC 복호 방법이 적용되는 패리티 검사 행렬의 예이다. 도 4에 도시된 패리티 검사 행렬은 본 발명에 따른 복호화방법이 적용되는 패리티 검사 행렬의 일례에 불과하므로, 본 발명은 도시된 패리티 검사 행렬에 한정되지 않는다. 도 4는 본 발명에 따른 복호화 방법을 적용하기 위해 패리티 검사 행렬을, 2개의 수직 영역(vertical partition)과 8개의 수평 영역(horizontal partition)으로 구별하였다. The hybrid LDPC decoding method according to the present invention relates to an iterative decoding scheduling method having superior performance compared to conventional decoding scheduling at the same transmission power. 4 is an example of a parity check matrix to which a hybrid LDPC decoding method is applied. Since the parity check matrix shown in FIG. 4 is only an example of a parity check matrix to which the decoding method according to the present invention is applied, the present invention is not limited to the illustrated parity check matrix. FIG. 4 distinguishes the parity check matrix into two vertical partitions and eight horizontal partitions in order to apply the decoding method according to the present invention.

종래의 LDPC 복호화를 위한 스케줄링은, 검사 노드에서 비트 노드로의 확률 값 갱신 단계에 있어서, 상기 패리티 검사행렬의 행(row)의 모든 성분(상기 패리티 검사행렬의 행 성분 중에서 0이 아닌 모든 성분)에 대하여 확률 값을 갱신한다. 또한, 상기 패리티 검사행렬의 행(row)의 모든 성분에 대하여 확률 값을 갱신한 이후에, 상기 패리티 검사행렬의 열(column) 방향으로 확률 값을 갱신하여 비트 노드에서 검사 노드로의 확률 값을 갱신한다. Conventional scheduling for LDPC decoding includes all components of a row of the parity check matrix (all non-zero components of the parity check matrix) in a step of updating a probability value from a check node to a bit node. Update the probability value for. Further, after updating the probability values for all components of the row of the parity check matrix, the probability values from the bit node to the check node are updated by updating the probability values in the column direction of the parity check matrix. Update

그러나, 본원 발명에 따른 LDPC 복호화를 위한 스케줄링은, 상기 패리티 검사행렬의 열(column) 성분을 중심으로 확률 값을 갱신하는 행렬의 일부분(part)을 행(row) 성분을 중심으로 확률 값을 갱신하는 서브 파트(sub-part)로 구분하여 각각의 서브 파트에 대하여 확률 값을 갱신한다. However, the scheduling for LDPC decoding according to the present invention updates a probability value based on a row component of a part of a matrix which updates a probability value based on a column component of the parity check matrix. The probability value is updated for each subpart by dividing it into subparts.

결과적으로 본원 발명은, 확률 값 갱신 과정과 비트 노드에서 검사 노드로의 확률 값 갱신 과정에 있어서, 같은 행이나 열 속에서 이미 갱신된 값이 있을 때, 이미 갱신된 값을 사용해서 다음 확률 값을 갱신함으로써, 좀더 신뢰도가 높은 메시지를 우선적으로 갱신(update)하여 디코딩 성능을 향상시킬 수 있다. As a result, the present invention, in the process of updating the probability value and the process of updating the probability value from the bit node to the check node, when there are already updated values in the same row or column, the next probability value using the already updated value By updating, it is possible to improve the decoding performance by updating the more reliable message first.

본원 발명은, 상기 패리티 검사 행렬의 열(column)의 성분을 임의의 개수로 수평 영역(Horizontal Partition)으로 구별한 후, 각각의 수평 영역(Horizontal Partition)에 대하여 확률 값을 갱신하는 단계를 순차적(sequential)으로 수행한다. 즉, 본원 발명은, 하나의 수평 영역에 위치한 각각의 수직 영역에 대하여 순차적으로 확률 값을 갱신한 이후에, 다음 수평 영역(horizontal partition)에 위치한 각각의 수직 영역에 대하여 순차적으로 확률 값을 갱신한다. 도 4에 도시된 패리티 검사행렬의 경우, 각각의 수평 영역에 대한 열(column)의 무게(weight)는 1이지만, 본 발명은 각각의 수평 영역에 대한 열(column)의 무게가 1 보다 큰 경우에도 적용이 가능하다. According to the present invention, after dividing the components of the column of the parity check matrix into any number of horizontal partitions, updating the probability value for each horizontal partition is sequentially performed. sequential). That is, the present invention sequentially updates the probability values for each vertical region located in the next horizontal partition after updating the probability values sequentially for each vertical region located in one horizontal region. . In the case of the parity check matrix shown in Fig. 4, the weight of the column for each horizontal region is 1, but the present invention is a case where the weight of the column for each horizontal region is greater than one. It is also applicable to.

본원 발명에 의한 복호화 방법은, 상기 수직 영역(vertical partition)의 개수가 증가할수록 더 좋은 디코딩 성능을 보인다. 각각의 수직 영역(vertical partition)의 개수는 상기 패리티 행렬의 구조 또는 각각의 영역(partition)의 무게(weight) 또는 수평 영역(horizontal partition)의 개수에 따라 결정될 수 있다. The decoding method according to the present invention shows better decoding performance as the number of vertical partitions increases. The number of vertical partitions may be determined according to the structure of the parity matrix or the number of weights or horizontal partitions of each partition.

본원 발명의 개선된 스케줄링 방법에 의하여 중요 성능 변수(latency, iteration)가 개선되는 유리한 효과가 있다.There is an advantageous effect that the important performance parameters (latency, iteration) are improved by the improved scheduling method of the present invention.

이하 본원 발명에 따른 LDPC 복호화 방법의 구체적 동작을 설명한다.Hereinafter, a detailed operation of the LDPC decoding method according to the present invention.

상술한 하이브리드(hybrid) LDPC 복호화 방법은 패리티 검사 행렬(parity check matrix) H를 행(row)과 열(column) 방향으로 임의의 개수의 수평 영역(horizontal partition)과 수직 영역(vertical partition)으로 나누어 복호하는 방법이다. 상술한 바와 같이, 종래의 LDPC 부호의 복호화 방법은, 각각의 모든 행(row) 내에서의 확률 값을 갱신하고, 이어서 각각의 모든 열에 대해 확률 값을 갱신하는 과정을 반복한다. 하지만, 상기 하이브리드(hybrid) LDPC 복호화 방법은, 각각의 행과 열에서의 확률 값 갱신함에 있어서, 미리 나누어 놓은 수직 영역과 수평 영역의 단위로 확률 값을 갱신한다. 상기 하이브리드(hybrid) LDPC 복호화 방법은, 두 번째 이후의 수직 영역 또는 수평 영역에 해당하는 확률 값을 갱신할 때에는, 이전의 영역에서 이미 갱신이 이루어진 신뢰도가 높은 확률 값을 사용하여 확률 값을 갱신하기 때문에, 복호 성능이 좋아진다. In the above-described hybrid LDPC decoding method, the parity check matrix H is divided into any number of horizontal partitions and vertical partitions in the row and column directions. It is a way to decode. As described above, the conventional LDPC code decoding method updates the probability values in each row, and then repeats the process of updating the probability values for each column. However, in the hybrid LDPC decoding method, in updating the probability values in each row and column, the probability LD values are updated in units of a pre-divided vertical region and a horizontal region. In the hybrid LDPC decoding method, when updating a probability value corresponding to a second or later vertical region or a horizontal region, the probability value is updated using a high probability probability value that has already been updated in the previous region. Therefore, the decoding performance is improved.

일반적인 LDPC의 복호화 방법은, 각각의 행과 열 상에서의 확률 값 갱신에 있어서, 모두 이전 반복(iteration)의 결과를 사용한다. 그러나, 상기 하이브리드(hybrid) LDPC 복호화 방법은, 같은 반복(iteration) 내에서도 이전 수직/수평 영역 상에서의 확률 값 갱신 내용을 반영해서 확률 값을 갱신하므로, 나중에 갱신되는 확률 값에는 이미 여러 번에 걸쳐 갱신된 확률 값이 반영되어 있다. 결론적으로, 상기 하이브리드(hybrid) LDPC 복호화 방법은, 종래기술에 비하여 좀 더 참값에 근접할 수 있는 값을 이용하여 확률 값을 갱신하는바, 이러한 점은 복호에 있어 긍정적인 영향을 미친다.The general LDPC decoding method uses the results of previous iterations in updating probability values on each row and column. However, since the hybrid LDPC decoding method updates the probability value by reflecting the content of the probability value update on the previous vertical / horizontal region within the same iteration, the probability value that is updated later is already updated several times. Probability value is reflected. In conclusion, the hybrid LDPC decoding method updates a probability value using a value that may be closer to a true value than in the prior art, and this has a positive effect on decoding.

본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드(hybrid) LDPC 복호화 방법의 동작은 다음과 같다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 한 번의 반복(iteration) 복호 내에서의 연산 과정을 나타내는 도면이다. 이하 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 연산 과정을 설명한다. The operation of the hybrid LDPC decoding method according to an embodiment of the present invention is as follows. 5 is a diagram illustrating an operation process within one iteration decoding according to one embodiment of the present invention. Hereinafter, a calculation process according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.

채널로부터 수신된 확률 값이 상기 패리티 검사 행렬에 초기화되고, 디코딩을 위한 변수들이 초기화되는 초기화(initialization) 단계가 수행된다(S501). A probability value received from the channel is initialized in the parity check matrix, and an initialization step is performed in which variables for decoding are initialized (S501).

본원 발명은 상기 패리티 검사 행렬을 전체 수평 영역(horizontal partition)과 수직 영역(vertical partition)의 개수만큼 구분한 각각의 서브 파트에 대하여 확률 값을 갱신하므로, 확률 값 갱신의 단계가 전체 수평 영역(horizontal partition)과 수직 영역(vertical partition)의 개수만큼 반복되어야 한다. 따라서 전체 수직 영역의 개수만큼 반복되었는지를 확인하는 단계(S502)와 전체 수평 영역의 개수만큼 반복되었는지를 확인하는 단계(S503)가 수행된다. According to the present invention, since the probability value is updated for each subpart that divides the parity check matrix by the number of horizontal partitions and vertical partitions, the step of updating the probability value is performed in the entire horizontal region. The number of partitions and the number of vertical partitions must be repeated. Therefore, a step (S502) of checking whether the number of the entire vertical regions has been repeated (S502) and a step (S503) of checking whether the number of the vertical regions has been repeated are performed.

각각의 수평 영역(horizontal partition)에는 S505 단계(검사 노드에서 비트 노드로의 확률 값 갱신)를 수행하기 위한 확률 값이 설정(setting)되는 단계가 수행된다.(S504)In each horizontal partition, a step of setting a probability value for performing step S505 (update of the probability value from the check node to the bit node) is performed (S504).

본 발명에 따라 상기 패리티 검사 행렬을 전체 수평 영역(horizontal partition)과 수직 영역(vertical partition)의 개수만큼 구분한 각각의 서브 파트 에 대하여, 검사 노드에서 비트 노드로의 확률 값 갱신이 수행되는 수평처리(horizontal processing) 단계가 수행된다.(S505)Horizontal processing in which a probability value update from a check node to a bit node is performed for each subpart that divides the parity check matrix by the number of horizontal and vertical partitions according to the present invention. (horizontal processing) is performed (S505).

또한, 본 발명에 따라 상기 패리티 검사 행렬을 전체 수평 영역(horizontal partition)과 수직 영역(vertical partition)의 개수만큼 구분한 각각의 서브 파트에 대하여, 비트 노드에서 검사 노드로의 확률 값 갱신이 수행되는 수직처리(vertical processing) 단계가 수행된다.(S506)In addition, according to the present invention, a probability value update from a bit node to a check node is performed for each sub part that divides the parity check matrix by the number of horizontal and vertical partitions. A vertical processing step is performed (S506).

상기 S504 내지 S506 단계가 반복 수행되어 전체 수평 영역(horizontal partition)과 수직 영역(vertical partition)의 개수만큼 반복 수행되면, 상기 패리티 검사 행렬 전체에 대하여 확률 값이 갱신된 것으로, LDPC 복호를 위한 1번의 반복(iteration)은 완료된다.(S507)When the steps S504 to S506 are repeated and repeated as many times as the number of horizontal partitions and vertical partitions, the probability value is updated for the entire parity check matrix, and one time for LDPC decoding is performed. Iteration is completed (S507).

상기 갱신된 확률 값과 채널로부터 수신된 확률 값을 이용하여 코드워드(c')를 결정하고, 상기 코드워드(c')에 대하여 c'H^T=0 여부를 검사한다. 상기 검사에 실패한 경우, 채널로부터 수신한 확률 값을 이용한 초기화 과정을 제외한 S502 내지 S506 단계를 반복수행한다. The codeword c 'is determined using the updated probability value and the probability value received from the channel, and the codeword c' is checked for c'H ^T = 0. If the check fails, steps S502 to S506 are repeated except for an initialization process using the probability value received from the channel.

이하 본 발명의 일실시예에 관한 수학식과 상기 수학식에 따라 LDPC 디코더 상에서 저장되는 메모리 값의 일례를 설명한다. 이하 설명되는 수학식과 메모리 값은 상술한 본 발명의 일실시예가 적용되는 일례에 불과한바, 본 발명은 하기 수학식 또는 메모리 값에 한정되지 아니한다.Hereinafter, an example of a memory value stored on an LDPC decoder according to an equation and an equation according to an embodiment of the present invention will be described. Equations and memory values described below are merely examples to which the above-described embodiment of the present invention is applied, and the present invention is not limited to the following equations or memory values.

하기 수학식에서 사용되는 변수에 관한 설명은 다음과 같다A description of the variables used in the following equation is as follows:

N : 전체 LDPC 코드워드의 길이N: length of total LDPC codeword

G : 전체 수직 영역(vertical partition)의 개수G is the total number of vertical partitions

N_G : N을 G로 나눈 값N _G : N divided by G

g : 현재 연산이 수행 중인 수직 영역의 인덱스를 나타내기 위한 변수g: Variable to indicate the index of the vertical area in which the current operation is being performed

K : 전체 수평 영역(horizontal partition)의 개수K is the number of horizontal partitions

k : 현재 연산이 수행 중인 수평 영역의 인덱스를 나타내기 위한 변수k: Variable to indicate the index of the horizontal area on which the current operation is being performed

m : 상기 패리티 검사 행렬의 검사 노드의 인덱스(check node Index of Parity check matrix), 즉 m은 행(row)의 번호를 나타냄m: check node Index of parity check matrix of the parity check matrix, i.e., m denotes a row number

j : 상기 패리티 검사 행렬의 비트 노드의 인덱스(variable node Index of Parity check matrix), 즉 j는 열(column)의 번호를 나타냄j: The variable node Index of Parity check matrix, i.e., j is the column number of the parity check matrix.

H_mn : m번째 행, n번째 열의 패리티 검사 행렬의 요소H _mn : Element of parity check matrix of mth row and nth column

M(n) = {m | H_mn=1} : n 번째 비트 노드(variable node)에 연결된 검사 노드(check node)의 집합(set)M (n) = {m | H _mn = 1}: A set of check nodes connected to the nth bit node.

N(m) = {n | H_mn=1} : m 번째 검사 노드(check node)에 연결된 비트 노드(variable node)의 집합(set) N (m) = {n | H _mn = 1}: set of bit nodes connected to the m th check node

L(q_mj ⁽ⁱ⁾) : i번째 반복(iteration)에 있어서, m번째 비트 노드(variable node)에서 j번째 검사 노드(check node)로 연결된 LLR(Log Likelihood Ratio) 값L (q _mj ⁽ⁱ⁾ ): Log Likelihood Ratio (LLR) value connected from the mth bit node to the jth check node in the i th iteration.

L(q_j ⁽ⁱ⁾) : i번째 반복(iteration)에 있어서, j번째 비트 노드(variable node)의 사후 LLR 값(a posterior LLR value) L (q _j ⁽ⁱ⁾ ): A posterior LLR value of the j th bit node in the i th iteration.

R_mj ⁽ⁱ⁾ : i번째 반복(iteration)에 있어서, j번째 검사 노드(check node)에서 m번째 비트 노드(variable node)로 연결된 LLR 값R _mj ⁽ⁱ⁾ : In the i th iteration, the LLR value connected from the j th check node to the m th bit node.

A_mj ⁽ⁱ⁾ : i번째 반복(iteration)에 있어서, j번째 검사 노드(check node)에서 m번째 비트 노드(variable node)로 연결된 LLR 값을 계산하기 위한 중간변수(dummy variable)A _mj ⁽ⁱ⁾ : In the i iteration, a dummy variable for calculating the LLR value connected from the j th check node to the m th bit node.

상기 S504 단계에 따른 수평 영역에 대한 설정 단계는, 하기 수학식 1에 의해 수행될 수 있다.The setting step for the horizontal region according to step S504 may be performed by Equation 1 below.

상기 S505 단계에 따라

에 대한 수평 처리(horizontal processing)는, 하기 수학식 2에 의해 수행될 수 있다.According to step S505

Horizontal processing for may be performed by Equation 2 below.

상기 S506 단계에 따라

에 대한 수직 처리(vertical processing)은 하기 수학식 3에 의해 수행될 수 있다.According to step S506

The vertical processing for may be performed by Equation 3 below.

상기 S504 내지 S506 단계가 G와 K 만큼 반복 수행되면 상기 패리티 검사 행렬 전부에 대하여 연산이 수행되어 1번의 반복(iteration) 복호 과정이 완성된다. When the steps S504 to S506 are repeated as much as G and K, the operation is performed on all of the parity check matrices, thereby completing one iteration decoding process.

이하, 상술한 수학식들에 의해 연산되는 각각의 확률 값을 이용하여 본원 발명의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described using the respective probability values calculated by the above-described equations.

수신된 코드워드(codeword)의 확률 값이 p, 패리티 검사 행렬이 H와 같을 때, 복호화되는 과정을 다음과 같다. 이하의 설명에서 Q와 R은, 상기 수학식1 내지 수학식 3에서 q_mj, r_mj 값을 저장하는 메모리 값을 나타낸 것이다. 이때, ‘###’은 메모리의 특정 위치에 값이 정해지지 않았음을 나타낸다. 이하 G는 2이고, K는 4인 경우이다. When the probability value of the received codeword is p and the parity check matrix is equal to H, the process of decoding is as follows. In the following description, Q and R represent memory values for storing q _mj and r _mj in Equations 1 to 3 above. In this case, '###' indicates that a value is not determined at a specific location in the memory. Hereinafter, G is 2 and K is 4.

이하 설명되는 실시예에서는, 첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 첫 번째 수평 영역에 대한 연산 이후에 첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 두 번째, 세 번째 수평 영역에 대한 연산을 순차적으로 수행하나, 이러한 연산의 순서 는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과하며, 이러한 연산의 순서는 달라질 수 있다.In the embodiments described below, the operations on the second and third horizontal areas of the first vertical partition are sequentially performed after the operations on the first horizontal area of the first vertical partition. The order of these operations is only one preferred embodiment of the present invention, the order of these operations may vary.

p = [0.384 0.723 0.181 0.400 0.918 0.514 0.234 0.848]p = [0.384 0.723 0.181 0.400 0.918 0.514 0.234 0.848]

수신된 확률 값에 의하여 초기화되면 다음과 같다.When initialized by the received probability value is as follows.

초기화 이후에 첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 첫 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수평 처리(horizontal processing)가 수행되면 다음과 같다.After the initialization, horizontal processing is performed on the first horizontal partition of the first vertical partition.

첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 첫 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수직 처리(vertical processing)가 수행되면 다음과 같다. 하기 수학식 4c는 첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 두 번째 수평 영역 (horizontal partition)에 대한 설정(setting) 단계까지 수행된 결과를 나타낸다.If vertical processing is performed on the first horizontal partition of the first vertical partition, it is as follows. Equation 4c shows a result performed up to the setting step for the second horizontal partition of the first vertical partition.

첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 두 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수평 처리(horizontal processing)가 수행되면 다음과 같다.When horizontal processing is performed on the second horizontal partition of the first vertical partition, the following is described.

첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 두 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수직 처리(vertical processing)가 수행되면 다음과 같다. 첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 두 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수직 처리는 첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 첫 번째 수평 영역의 확률 값이 이용된다. When vertical processing is performed on the second horizontal partition of the first vertical partition, the following is described. For the second horizontal partition of the first vertical partition, the vertical processing uses the probability value of the first horizontal area of the first vertical partition.

첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 세 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수평 처리(horizontal processing)가 수행되면 다음과 같다.When horizontal processing is performed on the third horizontal partition of the first vertical partition, the following is described.

첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 세 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수직 처리(vertical processing)가 수행되면 다음과 같다. 첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 세 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수직 처리는 첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 첫 번째와 두 번째 수평 영역의 확률 값이 이용된다. When vertical processing is performed on the third horizontal partition of the first vertical partition, the following is described. For the third horizontal partition of the first vertical partition, the vertical processing uses the probability values of the first and second horizontal areas of the first vertical partition.

첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 네 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수평 처리(horizontal processing)가 수행되면 다음과 같다.When horizontal processing is performed on the fourth horizontal partition of the first vertical partition, the following is described.

첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 네 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수직 처리(vertical processing)가 수행되면 다음과 같다. 상술한 바와 같이, 상기 첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 네 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수직 처리(vertical processing)에는 이미 갱신 된 확률 값들이 이용된다. When vertical processing is performed on the fourth horizontal partition of the first vertical partition, the following is described. As described above, the probability values already updated are used for vertical processing for the fourth horizontal partition of the first vertical partition.

이하 두 번째 수직 영역(vertical partition)에 대한 연산이 수행된다.Hereinafter, the operation on the second vertical partition is performed.

두 번째 수직 영역(vertical partition)의 첫 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수평 처리(horizontal processing)가 수행되면 다음과 같다. When horizontal processing is performed on the first horizontal partition of the second vertical partition, the following is described.

두 번째 수직 영역(vertical partition)의 첫 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수직 처리(vertical processing)가 수행되면 다음과 같다. 두 번째 수직 영역(vertical partition)의 첫 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수평 처리(horizontal processing)는 첫 번째 수직 영역(vertical partition)의 첫 번째 수평 영역(horizontal partition)의 확률 값이 이용된다. When vertical processing is performed on the first horizontal partition of the second vertical partition, the following is described. For the first horizontal partition (horizontal partition) of the second vertical partition (vertical partition) horizontal processing (horizontal processing) is used the probability value of the first horizontal partition (horizontal partition) of the first vertical partition (vertical partition).

두 번째 수직 영역(vertical partition)의 두 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수평 처리(horizontal processing)가 수행되면 다음과 같다. 상기 수평 처리에는 이미 갱신된 확률 값들이 이용된다. When horizontal processing is performed on a second horizontal partition of a second vertical partition, the following is described. The already updated probability values are used for the horizontal processing.

두 번째 수직 영역(vertical partition)의 두 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수직 처리(vertical processing)가 수행되면 다음과 같다. 상기 수직 처리 역시, 이미 갱신된 확률 값들이 이용된다. When vertical processing is performed on the second horizontal partition of the second vertical partition, the following is described. The vertical processing is also used with probability values already updated.

두 번째 수직 영역(vertical partition)의 세 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수평 처리(horizontal processing)가 수행되면 다음과 같다. 상기 수평 처리에도, 이미 갱신된 확률 값들이 이용된다. When horizontal processing is performed on the third horizontal partition of the second vertical partition, the following is described. Also for the horizontal processing, already updated probability values are used.

두 번째 수직 영역(vertical partition)의 세 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수직 처리(vertical processing)가 수행되면 다음과 같다. 상기 수직 처리에도, 이미 갱신된 확률 값들이 이용된다. When vertical processing is performed on the third horizontal partition of the second vertical partition, the following is described. Also for the vertical processing, already updated probability values are used.

두 번째 수직 영역(vertical partition)의 네 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수평 처리(horizontal processing)가 수행되면 다음과 같다. 상기 수평 처리에도, 이미 갱신된 확률 값들이 이용된다. When horizontal processing is performed on the fourth horizontal partition of the second vertical partition, the following is described. Also for the horizontal processing, already updated probability values are used.

두 번째 수직 영역(vertical partition)의 네 번째 수평 영역(horizontal partition)에 대하여 수직 처리(vertical processing)가 수행되면 다음과 같다. 상기 수직 처리에도 이미 갱신된 확률 값들이 이용된다. When vertical processing is performed on the fourth horizontal partition of the second vertical partition, the following is described. The probability values already updated are also used for the vertical processing.

위의 Q값이 한 번의 반복(iteration) 과정을 거친 상태이며, 이값을 토대로 코드워드를 결정한다.(c'H^T=0 검사) 검사에 실패할 경우, 수신된 값을 이용한 초기화 과정을 제외한 나머지 과정, 즉 다음 반복(iteration)을 수행한다.The above Q value has undergone one iteration process and the codeword is determined based on this value (c'H ^T = 0 check) .If the test fails, the initialization process using the received value is excluded. Perform the rest of the process, the next iteration.

도 6은 기존의 LDPC 복호 스케줄링과 본 발명의 복호 스케줄링에 대한 성능 분석 곡선이다. 성능 곡선에서 알 수 있듯이 동일한 본 발명 스케줄링이 기존의 LDPC 복호 스케줄링에 대해서 우수한 성능을 보임을 알 수 있다. 도시된 결과는, 수평 영역(horizontal partition)이 8개이고, 수직 영역(vertical partition)이 2개로 구분된 경우의 결과이다. 도면에서, 하이브리드 BP (hybrid Belief Propagation)는 본 발명에 따른 복호화 방법이고, Standard BP는 종래 기술이며, BER은 비트 오류율이고, FER은 프레임 오류율이고, Max-Iteration은 디코딩의 반복 횟수에 대한 상한 값이다.6 is a performance analysis curve for conventional LDPC decoding scheduling and decoding scheduling of the present invention. As can be seen from the performance curve, it can be seen that the same scheduling of the present invention shows superior performance with respect to the conventional LDPC decoding scheduling. The result shown is a case where there are eight horizontal partitions and two vertical partitions. In the figure, hybrid Belief Propagation (BP) is a decoding method according to the present invention, Standard BP is a prior art, BER is a bit error rate, FER is a frame error rate, and Max-Iteration is an upper limit on the number of iterations of decoding. to be.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 보호 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구의 범위에 의해 정하여야 할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the scope of protection of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

본 발명은 LDPC 부호의 디코딩 스케줄링에서 신뢰도가 높은 메시지를 우선적으로 스케줄링에 참여하도록 하는 방식으로 다음과 같은 장점을 가지고 있다.The present invention has the following advantages in a manner of preferentially participating in the scheduling of messages with high reliability in the decoding scheduling of LDPC code.

첫째, 기존의 LDPC 복호 스케줄링에 비해서 수렴속도가 향상되는 효과가 있다.First, the convergence speed is improved compared to the conventional LDPC decoding scheduling.

둘째, 기존의 LDPC 복호 스케줄링에 비해서 반복 복호 회수를 줄여서 더욱 우수한 성능을 나타내는 효과가 있다.Second, compared to the conventional LDPC decoding scheduling, it is possible to reduce the number of iterative decodings and thereby exhibit better performance.

셋째, 기존의 LDPC 복호 스케줄링에 비해서 복호 지연시간을 줄이는 효과가 있다.Third, there is an effect of reducing the decoding delay time compared to the conventional LDPC decoding scheduling.

Claims

In the method of decoding a Low Density Parity Check (LDPC) code by using a parity check matrix for the data received through the channel,

Dividing the parity check matrix into a plurality of partial matrices according to directions of rows and columns, and sequentially calculating probability values for each of the partial matrices; And

And determining a codeword by using the calculated probability value and the data received through the channel.

The method of claim 1, wherein the calculating of the probability value comprises:

Receiving a probability value for the partial matrix; and

And updating a probability value for the partial matrix.

The method of claim 2, wherein receiving the probability value comprises:

And receiving a component of a row of the partial matrix.

The method of claim 2, wherein receiving a probability value for the partial matrix comprises:

And decoding the data received through the channel.

And a probability value of a partial matrix from which a probability value has already been calculated among the plurality of partial matrices.

The method of claim 2, wherein updating the probability value for the partial matrix,

Updating a probability value from a check node to a variable node for the partial matrix; and

And updating a probability value from the bit node to the check node with respect to the partial matrix.

The method of claim 1, wherein determining the codeword,

And a codeword is determined using components of each column of the parity check matrix and data received through the channel.

And calculating probability values for the components of the row or column whose non-zero component of the row or column of the sub-matrix is zero.

The method of claim 1,

And if the determined codeword is not a true value, repeating calculating the probability value and determining the codeword.

Receiving low density parity check (LDPC) coded data using a parity check matrix through a channel; and

Repeating decoding the parity check matrix in units of one of a plurality of groups of columns in units of rows of the parity check matrix, and performing repeated decoding of the plurality of groups of columns in units of the groups LDPC code decoding method comprising a.

The method of claim 10, wherein performing the iterative decoding includes:

Calculating a probability value in units of rows of the parity check matrix in the one group unit, but calculating a probability value in units of the plurality of groups of the column;

The method of claim 10,

And a unit of a row of the parity check matrix is a layer unit having a column weight of a specific size.

The method of claim 11, wherein the calculating of the probability value comprises:

Receiving a probability value for the unit of one row in the one group unit; and

Updating a probability value for the unit of one row in the one group unit.

The method of claim 13, wherein receiving the probability value comprises:

And decoding the data received through the channel.

The method of claim 13, wherein receiving the probability value comprises:

And a probability value already calculated for the one row unit in the one group unit.

The method of claim 13, wherein updating the probability value comprises:

Updating a probability value from a check node to a variable node for the unit of one row in the one group unit; and

And updating a probability value from the bit node to the check node.

The method of claim 11, wherein determining the codeword,

And calculating probability values for the components of the row or column whose non-zero component of the parity check matrix is zero.

The method of claim 11,