KR20060023225A - The method for forming ldpc codes using growth network model - Google Patents

The method for forming ldpc codes using growth network model Download PDF

Info

Publication number
KR20060023225A
KR20060023225A KR1020040071974A KR20040071974A KR20060023225A KR 20060023225 A KR20060023225 A KR 20060023225A KR 1020040071974 A KR1020040071974 A KR 1020040071974A KR 20040071974 A KR20040071974 A KR 20040071974A KR 20060023225 A KR20060023225 A KR 20060023225A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
node
network model
nodes
parity
growth
Prior art date
Application number
KR1020040071974A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100612047B1 (en
Inventor
고영조
김정훈
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020040071974A priority Critical patent/KR100612047B1/en
Publication of KR20060023225A publication Critical patent/KR20060023225A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100612047B1 publication Critical patent/KR100612047B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0057—Block codes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/11—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
    • H03M13/1102—Codes on graphs and decoding on graphs, e.g. low-density parity check [LDPC] codes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

본 발명은 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유무선 통신의 채널코딩(channel coding) 기술에 있어서 성장 네트워크 모델을 이용하여 정보 노드, 체크 노드 및 이들을 연결하는 에지(edge)로 구성되어 그래프로 표현되는 LDPC 부호를 형성함으로써, 각 노드에 연결된 에지가 멱함수 형태의 분포를 갖게 되어 이레이져(erasure) 채널에서 우수한 오류 정정 성능을 갖게될 뿐만 아니라 보다 빠르게 부호화될 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a method of forming an LDPC code using a growth network model, and more particularly, to an information node, a check node, and an edge connecting the growth node using a growth network model in a channel coding technique of wired and wireless communication. By forming LDPC codes represented by graphs, the edges connected to each node have power-wise distributions, which not only provide excellent error correction performance in erasure channels but also can be coded faster. It has an effect.

성장 네트워크 모델, 정보 노드, 변수 노드, 체크 노드, 에지, LDPC 부호, 채널코딩, 유/무선 통신Growth Network Model, Information Node, Variable Node, Check Node, Edge, LDPC Code, Channel Coding, Wired / Wireless Communication

Description

성장 네트워크 모델을 이용한 엘디피시 부호의 형성방법{The method for forming LDPC codes using growth network model}The method for forming LDPC codes using growth network model}

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법을 설명하기 위한 개략적인 구성도.1A to 1C are schematic diagrams for explaining a method of forming an LDPC code using a growth network model according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법으로 만들어진 LDPC 부호의 패러티 검사행렬을 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating a parity check matrix of an LDPC code produced by a method of forming an LDPC code using a growth network model according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법으로 부호화 과정을 설명하기 위한 개략적인 구성도.3 is a schematic structural diagram for explaining an encoding process by a method of forming an LDPC code using a growth network model according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 기존의 Tornado 부호에 대응하는 패러티 검사행렬을 나타낸 도면.4 is a diagram showing a parity check matrix corresponding to a conventional Tornado code.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법을 설명하기 위한 개략적인 구성도.5A through 5C are schematic diagrams for explaining a method of forming an LDPC code using a growth network model according to a second embodiment of the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ****** Explanation of symbols on main parts of drawing ***

100 : 정보 노드, 200 : 패러티 노드,100: information node, 200: parity node,

300,600 : 에지, 400 : 변수 노드,300,600: edge, 400: variable node,

500 : 체크 노드500: check node

본 발명은 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유무선 통신의 채널코딩 기술에 있어서 성장 네트워크 모델을 이용하여 정보 노드, 체크 노드 및 이들을 연결하는 에지로 구성되어 그래프로 표현되는 LDPC 부호를 형성함으로써, 각 노드에 연결된 에지가 멱함수 형태의 분포를 갖게 되어 이레이져 채널에서 우수한 오류 정정 성능을 갖게될 뿐만 아니라 보다 빠르게 부호화될 수 있는 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming an LDPC code using a growth network model. More particularly, the present invention relates to an information node, a check node, and an edge connecting the same using a growth network model in a channel coding technology of wired and wireless communication. By forming the represented LDPC code, the edges connected to each node have power-wise distributions, which not only have excellent error correction performance in the erasure channel but also form LDPC codes using a growth network model that can be coded faster. It is about a method.

일반적으로, 자연에 존재하는 많은 생물 네트워크 또는 사회 네트워크들은 멱함수 법칙을 따르는 디그리(degree) 분포를 가지며, 이러한 네트워크는 척도 없는 네트워크라고 불린다.In general, many biological or social networks in nature have a degree distribution that conforms to the power law, and these networks are called unscaled networks.

즉, 자연에 존재하는 네트워크들을 구성하는 개체들은 진화하는 과정에서 환경에 잘 적응하고 서로간의 경쟁에서 우위를 점하는 것들만이 살아 남게 된다. 이와 같이 오랜 시간동안 자연에 적응하고 진화하는 과정은 해당 시스템 또는 네트워크의 최적화 과정이라고 볼 수 있으며, 그 결과로서 네트워크는 척도 없는 구조를 갖게 된다.In other words, the entities that make up the networks that exist in nature survive only those that adapt well to the environment and dominate each other. This process of adapting and evolving to nature for a long time can be regarded as the optimization process of the system or network, and as a result, the network has a scaleless structure.

한편, LDPC(Low Density Parity Check) 부호의 제작에 있어서, 가장 중요한 고려 대상이 되는 것들 가운데 하나는 LDPC 부호의 기반이 되는 그래프의 연결 구조의 설계이다. 그 이유는 그래프를 구성하는 노드들 사이의 연결 구조가 LDPC 부호의 성능을 직접 결정하기 때문이다.On the other hand, in the manufacture of low density parity check (LDPC) code, one of the most important considerations is the design of the connection structure of the graph on which the LDPC code is based. The reason is that the connection structure between nodes constituting the graph directly determines the performance of the LDPC code.

즉, LDPC 부호의 기반 그래프는 변수 노드(variable node)와 체크 노드(check node)를 갖는 그래프(graph)로 표현될 수 있다. 각 노드에 연결된 연결선의 개수를 그 노드의 디그리(degree)라고 부른다. 상기 그래프가 나무 구조(tree structure)를 갖는 무작위 그래프이고 내부에 사이클(cycle)을 갖지 않는다고 가정하면, 상기 그래프 위에 만들어질 부호의 성능은 그래프의 디그리 분포(degree distribution)에 의해 결정된다고 알려져 있다. 상기 그래프의 디그리 분포가 정해지면 그래프의 성능은 통상의 밀도 전개법(density evolution)에 의해 계산될 수 있다.That is, the base graph of the LDPC code may be represented by a graph having a variable node and a check node. The number of connections connected to each node is called the degree of that node. Assuming that the graph is a random graph with a tree structure and does not have a cycle inside, it is known that the performance of the sign to be created on the graph is determined by the degree distribution of the graph. Once the degree distribution of the graph is determined, the performance of the graph can be calculated by conventional density evolution.

그러나, 지금까지 그래프의 연결 구조의 설계에 사용된 방법들은 거의 대부분이 수치계산을 통한 최적화에 의존하고 있다. 본 발명은 성장 네트워크 모델을 이용하여 척도 없는 네트워크와 같이 멱함수 디그리 분포를 갖는 LDPC 부호를 형성하는 새로운 방법을 제시한다.However, until now, most of the methods used to design the connected structures of graphs rely on optimization through numerical calculation. The present invention proposes a new method for forming an LDPC code with power function degree distribution, such as a scaleless network, using a growth network model.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 성장 네트워크 모델을 이용하여 정보 노드, 체크 노드 및 이들을 연결하는 에지로 구성되어 그래프로 표현되는 LDPC 부호를 형성함으로써, 각 노드에 연결된 에지가 멱함수 형태의 분포를 갖게 되어 이레이져 채널에서 우수한 오류 정정 성능을 갖게될 뿐만 아니라 보다 빠르게 부호화될 수 있도록 한 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to form an LDPC code represented by a graph composed of information nodes, check nodes, and edges connecting them by using a growth network model, whereby each node The edge connected to has an odd-shaped distribution, which not only has excellent error correction performance in an erasure channel but also provides a method of forming an LDPC code using a growth network model that can be coded faster.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, (a) m개의 정보 노드 를 준비하는 단계; (b) 성장 네트워크 모델을 건설하기 위한 규칙에 따라 패러티 노드를 추가하고, 상기 추가된 패러티 노드로부터 상기 정보 노드로 에지를 연결하여 그래프를 건설하는 단계; 및 (c) 원하는 부호율이 될 때까지 상기 단계(b)의 과정을 반복하는 단계를 포함하여 이루어진 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법을 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, an aspect of the present invention, (a) preparing the m information nodes; (b) adding a parity node according to a rule for building a growth network model, and constructing a graph by connecting edges from the added parity node to the information node; And (c) repeating the process of step (b) until the desired code rate is achieved.

본 발명의 다른 측면은, (a') p개의 변수 노드와 q개의 체크 노드를 부호율에 대응되도록 준비하는 단계; 및 (b') 상기 체크 노드로부터 상기 변수 노드로 성장 네트워크 모델을 건설하기 위한 규칙에 따라 에지를 순차적으로 연결하여 그래프를 건설하는 단계를 포함하여 이루어진 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법을 제공하는 것이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method comprising: (a ') preparing p variable nodes and q check nodes to correspond to a code rate; And (b ') constructing a graph by sequentially connecting edges according to a rule for constructing a growth network model from the check node to the variable node, and constructing a graph using the growth network model. It is.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 실시 예는 당 업계의 평균적인 지식을 갖는 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention illustrated in the following may be modified in many different forms, and the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. will be.

먼저, 척도 없는 성장 네트워크 모델의 건설에 대하여 설명하기로 한다.First, the construction of a scaleless growth network model will be described.

상기 성장 네트워크 모델은 다음과 같은 두 개의 간단한 규칙에 따라 건설된다.The growth network model is constructed according to the following two simple rules.

(i) 새로운 노드의 첨가에 의해 네트워크가 성장한다(growth).(i) The network grows by the addition of new nodes.

(ii) 새로운 노드가 기존 노드(ni)에 연결될 확률은 그 기존 노드의 디그리(degree)에 비례한다(preferential attachment):(ii) The probability that a new node is connected to an existing node n i is proportional to the degree of its existing node:

Probability of attachment to ni ∝ d(ni) + AProbability of attachment to n i ∝ d (n i ) + A

여기서, d(ni) = 노드(ni)의 디그리(degree)이고, A는 파라미터(parameter)이다.Where d (n i ) = degree of node n i and A is a parameter.

(제1 실시예)(First embodiment)

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법을 설명하기 위한 개략적인 구성도로서, 도 1a는 하삼각 형태의 LDPC 부호의 그래프를 건설하기 위한 초기 구조로 m개의 정보 노드를 나타낸 도면이고, 도 1b는 최초의 패러티 노드의 추가를 나타낸 도면이며, 도 1c는 n개의 패러티 노드의 추가를 나타낸 도면이다.1A to 1C are schematic diagrams for explaining a method of forming an LDPC code using a growth network model according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a diagram for constructing a graph of an LDPC code having a lower triangular shape. In the initial structure, m information nodes are shown, FIG. 1B is a diagram illustrating the addition of the first parity node, and FIG. 1C is a diagram illustrating the addition of n parity nodes.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, m개의 정보 노드(information node)(100)를 준비한 다음, 상기 성장 네트워크 모델을 건설하기 위한 규칙(preferential attachment rule)(ⅰ)(ⅱ)에 따라 패러티 노드(200)(parity node)를 추가하고, 상기 추가된 패러티 노드(200)로부터 상기 정보 노드(100)로 에지(edge)(300)를 연결하여 그래프(graph)를 건설한다.1A-1C, after preparing m information nodes 100, the parity node 200 is prepared according to the preferential attachment rule (i) (ii) (ii) for constructing the growth network model. A parity node is added and an edge 300 is connected from the added parity node 200 to the information node 100 to construct a graph.

이후에, 원하는 부호율이 될 때까지 상기 성장 네트워크 모델을 건설하기 위한 규칙(ⅰ)(ⅱ)에 따라 n개의 패러티 노드(200)를 추가하고, 상기 추가된 패러 티 노드(200)로부터 상기 정보 노드(100)로 에지(300)를 연결하여 그래프 건설을 반복 수행한다. 이때, 상기 부호율은 하기의 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.Thereafter, n parity nodes 200 are added according to the rule (ii) for constructing the growth network model until the desired code rate is reached, and the information from the added parity node 200 is obtained. The edge 300 is connected to the node 100 to repeat the graph construction. In this case, the code rate may be determined by Equation 1 below.

m/(m+n)m / (m + n)

여기서, m는 정보 노드(100)의 총 수이고, n은 패러티 노드(200)의 총 수이다.Where m is the total number of information nodes 100 and n is the total number of parity nodes 200.

한편, 상기 패러티 노드(200)로부터 뻗어 나오는 에지(300)또는 링크(link)의 개수가 고정되도록 함이 바람직하다.Meanwhile, the number of edges 300 or links extending from the parity node 200 may be fixed.

또한, 원하는 부호율이 될 때까지 상기 성장 네트워크 모델을 건설하기 위한 규칙(ⅰ)(ⅱ)에 따라 n개의 패러티 노드(200)를 추가하고, 상기 추가된 패러티 노드(200)로부터 상기 정보 노드(100)로 에지(300)를 연결하여 그래프 건설을 반복 수행함에 있어서, 사이클(cycle)이 생길 경우(예를 들면, cycle-4 등), 해당 에지(300)를 제거하고, 새로운 에지(300)를 상기 성장 네트워크 모델을 건설하기 위한 규칙(ⅰ)(ⅱ)에 따라 패러티 노드(200)를 추가함이 바람직하다.Further, n parity nodes 200 are added according to the rule (ii) (ii) for constructing the growth network model until the desired code rate is reached, and the information nodes (from the added parity node 200) are added. In the case of repeating the graph construction by connecting the edge 300 to 100), if a cycle occurs (for example, cycle-4, etc.), the edge 300 is removed and the new edge 300 is removed. It is preferable to add the parity node 200 according to the rule (ii) (ii) for constructing the growth network model.

또한, 원하는 부호율이 될 때까지 상기 성장 네트워크 모델을 건설하기 위한 규칙(ⅰ)(ⅱ)에 따라 n개의 패러티 노드(200)를 추가하고, 상기 추가된 패러티 노드(200)로부터 상기 정보 노드(100)로 에지(300)를 연결하여 그래프 건설을 반복 수행 완료 후에 디그리가 0 또는 1인 패러티 노드(200)는 제거하고, 원하는 부호율이 나오도록 패러티 노드(200)를 적절히 추가함이 바람직하다.Further, n parity nodes 200 are added according to the rule (ii) (ii) for constructing the growth network model until the desired code rate is reached, and the information nodes (from the added parity node 200) are added. After the completion of the iterative graph construction by connecting the edge 300 to 100), it is preferable to remove the parity node 200 having the degree 0 or 1 and to add the parity node 200 appropriately so that a desired code rate is obtained. .

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부 호의 형성방법으로 만들어진 LDPC 부호의 패러티 검사행렬을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a parity check matrix of an LDPC code made by a method of forming an LDPC code using a growth network model according to a first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기와 같이 성장 네트워크 모델을 이용하여 LDPC 부호의 형성에 의해 생성되는 패러티 검사행렬(parity-check matrix)는 하삼각 형태를 갖게되고, 변수 노드 디그리 분포(variable-node degree distribution)는 멱함수 법칙(power-law)을 따르게 된다.Referring to FIG. 2, the parity-check matrix generated by the formation of the LDPC code using the growth network model as described above has a lower triangular shape and a variable-node degree distribution. ) Follows the power-law.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법으로 부호화 과정을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a coding process by using a method of forming an LDPC code using a growth network model according to a first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 부호화(Encoding)는 상기와 같이 형성된 LDPC 부호에서 하나의 패러티 노드(parity node)의 첨가에 의해 하나의 패러티 검사 방정식(parity check equation)이 생성되며, 이때 추가되는 패러티 노드(parity node)와 이와 연결되는 모든 노드 예컨대, 패러티 노드(parity node) 및 정보 노드(information node)의 합(modulo 2)은 0이 되어야한다. 그리고, 부호어는 systematic form(s,p)으로 정보 노드(information node)와 패러티 노드(parity node)가 서로 분리되어 표시될 수 있으며, 선형시간(linear-time)에 부호화 할 수 있다.Referring to FIG. 3, in the encoding, one parity check equation is generated by addition of one parity node in the LDPC code formed as described above. The sum of the parity node and all nodes connected thereto, for example, the parity node and the information node (modulo 2), should be zero. In addition, the codeword may be displayed by separating an information node and a parity node in a systematic form (s, p), and may be encoded in a linear time.

도 4는 기존의 Tornado 부호에 대응하는 패러티 검사행렬을 나타낸 도면으로서, Luby 등["Efficient erasure correcting code", IEEE Transactions on Information Theory Vol. 47, pp. 569-584, Feb. 2001]에 의해 제안된 Tornado 부호의 오리지널(original) 형태는 다음과 같은 그래프로 정의되며, 이 Tornado 부호에 대응하는 패러티 검사행렬(parity-check matrix)은 도 4와 같은 형태를 갖는다.FIG. 4 is a diagram showing a parity check matrix corresponding to a conventional Tornado code, Luby et al. "Efficient erasure correcting code", IEEE Transactions on Information Theory Vol. 47, pp. 569-584, Feb. The original form of the Tornado code proposed by 2001] is defined by the following graph, and the parity-check matrix corresponding to the Tornado code has the form shown in FIG.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 그래프에 있어서 새로 추가되는 패러티 노드(parity node)와 기존의 노드 예컨대, 정보 노드(information node) 및 패러티 노드(parity node)들을 연결할 때, 오직 정보 노드(information node)에만 연결선 즉, 에지(edge)가 연결되도록(기존의 패러티 노드들은 제외) 조건을 가하면, 상기의 Tornado 부호와 같은 형태의 패러티 검사행렬(parity-check matrix)을 생산해낼 수도 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에서는 하삼각 형태의 패러티 검사행렬(parity-check matrix)을 얻을 수 있도록 새로운 패러티 노드(parity node)의 추가 시 기존에 있는 모든 노드 즉, 정보 노드 및 패러티 노드들과의 연결을 고려한다.Meanwhile, in the graph according to the first embodiment of the present invention, when connecting a newly added parity node and an existing node, for example, an information node and a parity node, only an information node ( If a connection line, that is, an edge (except the existing parity nodes) is applied only to the information node, a parity-check matrix having the same shape as the Tornado code may be produced. In addition, in the first embodiment of the present invention, all existing nodes, that is, information nodes and parity nodes, are added when a new parity node is added to obtain a parity-check matrix having a lower triangular form. Consider a connection with

(제2 실시예)(2nd Example)

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법을 설명하기 위한 개략적인 구성도로서, 도 5a는 사각형태의 LDPC 부호의 그래프를 건설하기 위한 초기 구조로 p개의 변수 노드 및 q개의 체크 노드를 나타낸 도면이고, 도 1b는 체크 노드로부터 변수 노드로 최초의 에지 연결을 나타낸 도면이며, 도 1c는 추가의 에지 연결을 나타낸 도면이다.5A to 5C are schematic diagrams for explaining a method of forming an LDPC code using a growth network model according to a second embodiment of the present invention. A diagram showing p variable nodes and q check nodes in a structure, FIG. 1B shows an initial edge connection from a check node to a variable node, and FIG. 1C shows an additional edge connection.

도 5a 내지 도 5c를 참조하면, p개의 변수 노드(variable node)(400)와 q개의 체크 노드(check node)(500)를 부호율에 맞게 준비한 다음, 상기 체크 노드(500)로부터 상기 변수 노드(400)로 성장 네트워크 모델을 건설하기 위한 규칙(ⅰ)(ⅱ)에 따라 에지(600)를 차례로 연결하여 그래프를 건설한다. 여기서, 상기 변수 노드(400)는 본 발명의 제1 실시예에 적용된 정보 노드(100)와 패러티 노드(200)로 구성될 수 있다.5A to 5C, p variable nodes 400 and q check nodes 500 are prepared according to a code rate, and then the variable nodes from the check node 500 are prepared. According to rule (ii) (ii) for constructing a growth network model at 400, edges 600 are connected in order to construct a graph. Herein, the variable node 400 may include an information node 100 and a parity node 200 applied to the first embodiment of the present invention.

상기 부호율은 하기의 수학식 2에 의해 결정되어질 수 있다.The code rate may be determined by Equation 2 below.

(p-q)/p(p-q) / p

여기서, p는 변수 노드(400)의 총 수이며, q는 체크 노드(500)의 총 수이다.Where p is the total number of variable nodes 400 and q is the total number of check nodes 500.

한편, 상기 체크 노드(500)로부터 뻗어 나오는 에지(600)의 개수가 고정되도록 함이 바람직하다.Meanwhile, the number of edges 600 extending from the check node 500 is preferably fixed.

상기와 같은 방법으로 건설된 LDPC 부호는 사각형태의 패러티 검사행렬(parity check matrix)을 갖게 된다.The LDPC code constructed as described above has a parity check matrix of a rectangular shape.

전술한 본 발명에 따른 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.Although a preferred embodiment of the method for forming an LDPC code using the growth network model according to the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, but the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings are various. It is possible to carry out the transformation by the branch and this also belongs to this invention.

예를 들면, 본 발명의 제2 실시예에 있어서 하나의 체크 노드(check node)에 에지(edge)를 모두 연결한 다음, 다른 체크 노드(check node)들에 대해서도 순차적으로 에지(edge)를 연결하는 대신, 하나의 체크 노드(check node)를 선택하여 이 체크 노드(check node)에 대해서 하나 또는 일부의 에지(edge)를 연결한 후, 다른 체크 노드(check node)를 무작위적으로 또는 순차적으로 선택하여 그 체크 노드(check node)에 대해서도 하나 또는 몇 개의 에지(edge)를 연결하고, 이 과정을 모든 에지(edge)가 연결될 때까지 반복하는 방식을 사용하여 그래프를 건설할 수도 있다. 이러한 방식을 응용하면 디그리 선택(degree correlation)에 변화를 주면서 그래프를 건설할 수 있다.For example, in the second embodiment of the present invention, all of the edges are connected to one check node, and then the edges are sequentially connected to the other check nodes. Instead, select one check node to connect one or some edges to this check node, and then randomly or sequentially connect the other check nodes. The graph can also be constructed by selecting one and several edges for the check node and repeating this process until all edges are connected. Using this approach, you can construct graphs with varying degree correlations.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법에 따르면, 유무선 통신의 채널코딩(channel coding) 기술에 있어서 성장 네트워크 모델을 이용하여 정보 노드, 체크 노드 및 이들을 연결하는 에지(edge)로 구성된 그래프로 표현되는 LDPC 부호를 형성함으로써, 각 노드에 연결된 에지가 멱함수 형태의 분포를 갖게 되어 이레이져(erasure) 채널에서 우수한 오류 정정 성능을 갖게될 뿐만 아니라 보다 빠르게 부호화될 수 있는 효과가 있다.According to the LDPC code formation method using the growth network model of the present invention as described above, in a channel coding technique of wired and wireless communication, an information node, a check node, and an edge connecting them (using a growth network model) By forming an LDPC code represented by a graph composed of edges, the edges connected to each node have a power-shaped distribution, which not only provides excellent error correction performance in the erasure channel but also can be coded faster. It works.

Claims (10)

(a) m개의 정보 노드를 준비하는 단계;(a) preparing m information nodes; (b) 성장 네트워크 모델을 건설하기 위한 규칙에 따라 패러티 노드를 추가하고, 상기 추가된 패러티 노드로부터 상기 정보 노드로 에지를 연결하여 그래프를 건설하는 단계; 및(b) adding a parity node according to a rule for building a growth network model, and constructing a graph by connecting edges from the added parity node to the information node; And (c) 원하는 부호율이 될 때까지 상기 단계(b)의 과정을 반복하는 단계를 포함하여 이루어진 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법.(c) forming an LDPC code using a growth network model comprising repeating the process of step (b) until a desired code rate is achieved. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(b)에서 성장 네트워크 모델을 건설하기 위한 규칙은,The method of claim 1, wherein the rule for constructing a growth network model in step (b) is as follows: (ⅰ) 새로운 노드의 첨가에 의해 네트워크가 성장한다; 및(Iii) the network grows by the addition of new nodes; And (ⅱ) 새로운 노드가 기존 노드(ni)에 연결될 확률은 그 기존 노드(ni)의 디그리에 비례한다{ni∝d(ni)+A, 여기서, d(ni)=노드(ni)의 디그리이고, A는 파리미터이다.}로 이루어진 것을 특징으로 하는 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법.(Ii) The probability that a new node is connected to an existing node ni is proportional to the degree of the existing node ni {n i ∝d (n i ) + A, where d (n i ) = node (n i And A is a parameter.) A method of forming an LDPC code using a growth network model. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(b)에서 상기 패러티 노드로부터 뻗어 나오는 에지의 개수가 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법.The method of claim 1, wherein the number of edges extending from the parity node is fixed in step (b). 제 1 항에 있어서, 상기 단계(c)에서 상기 부호율은 하기의 수학식 3에 의해 결정되어지는 것을 특징으로 하는 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법.The method of claim 1, wherein the code rate in step (c) is determined by Equation 3 below. m/(m+n)m / (m + n) 여기서, m는 정보 노드의 총 수이며, n은 패러티 노드의 총 수이다.Where m is the total number of information nodes and n is the total number of parity nodes. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(c)에서 사이클이 생길 경우, 해당 에지를 제거하고, 새로운 에지를 상기 성장 네트워크 모델을 건설하기 위한 규칙에 따라 추가하는 것을 특징으로 하는 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법.2. The LDPC code according to claim 1, wherein when a cycle occurs in step (c), the edge is removed and a new edge is added according to the rules for constructing the growth network model. Method of formation. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(c)이후에 디그리가 0 또는 1인 패러티 노드를 제거하고, 원하는 부호율이 나오도록 소정의 패러티 노드를 추가하는 것을 특징으로 하는 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법.2. The method of claim 1, wherein after step (c), a parity node having a degree of 0 or 1 is removed, and a predetermined parity node is added so that a desired code rate is obtained. Formation method. (a') p개의 변수 노드와 q개의 체크 노드를 부호율에 대응되도록 준비하는 단계; 및(a ') preparing p variable nodes and q check nodes to correspond to a code rate; And (b') 상기 체크 노드로부터 상기 변수 노드로 성장 네트워크 모델을 건설하 기 위한 규칙에 따라 에지를 순차적으로 연결하여 그래프를 건설하는 단계를 포함하여 이루어진 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법.(b ') a method of forming an LDPC code using a growth network model, comprising constructing a graph by sequentially connecting edges according to a rule for constructing a growth network model from the check node to the variable node. 제 7 항에 있어서, 상기 단계(a')에서 상기 부호율은 하기의 수학식 4에 의해 결정되어지는 것을 특징으로 하는 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법.8. The method of claim 7, wherein the code rate in step (a ') is determined by Equation 4 below. (p-q)/p(p-q) / p 여기서, p는 변수 노드의 총 수이며, q는 체크 노드의 총 수이다.Where p is the total number of variable nodes and q is the total number of check nodes. 제 7 항에 있어서, 상기 단계(b')에서 상기 체크 노드로부터 뻗어 나오는 에지의 개수가 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법.8. The method of claim 7, wherein the number of edges extending from the check node is fixed in step (b '). 제 7 항에 있어서, 상기 단계(b')에서 성장 네트워크 모델을 건설하기 위한 규칙은,8. The method of claim 7, wherein the rule for building a growth network model in step (b ') is (ⅰ) 새로운 노드의 첨가에 의해 네트워크가 성장한다; 및(Iii) the network grows by the addition of new nodes; And (ⅱ) 새로운 노드가 기존 노드(ni)에 연결될 확률은 그 기존 노드(ni)의 디그리에 비례한다{ni∝d(ni)+A, 여기서, d(ni)=노드(ni)의 디그리, A는 파리미터이다 .}로 이루어진 것을 특징으로 하는 성장 네트워크 모델을 이용한 LDPC 부호의 형성방법.(Ii) The probability that a new node is connected to an existing node ni is proportional to the degree of the existing node ni {n i ∝d (n i ) + A, where d (n i ) = node (n i ), Where A is a parameter, and a method of forming an LDPC code using a growth network model, comprising:
KR1020040071974A 2004-09-09 2004-09-09 The method for forming LDPC codes using growth network model KR100612047B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040071974A KR100612047B1 (en) 2004-09-09 2004-09-09 The method for forming LDPC codes using growth network model

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040071974A KR100612047B1 (en) 2004-09-09 2004-09-09 The method for forming LDPC codes using growth network model

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060023225A true KR20060023225A (en) 2006-03-14
KR100612047B1 KR100612047B1 (en) 2006-08-14

Family

ID=37129473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040071974A KR100612047B1 (en) 2004-09-09 2004-09-09 The method for forming LDPC codes using growth network model

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100612047B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008043282A1 (en) * 2006-10-09 2008-04-17 Huawei Technologies Co., Ltd. A method and a system for ldpc erasure correcting decoding
KR101279711B1 (en) * 2006-11-07 2013-06-27 삼성전자주식회사 Apparatus and method for transmitting/receiving signal in a communication system using a low density parity check code

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100809619B1 (en) * 2003-08-26 2008-03-05 삼성전자주식회사 Apparatus and method for coding/decoding block low density parity check code in a mobile communication system
KR101009785B1 (en) * 2003-12-10 2011-01-19 삼성전자주식회사 Apparatus and method for coding/decoding irregular repeat accumulate code
KR100744343B1 (en) * 2003-12-19 2007-07-30 삼성전자주식회사 Apparatus for transmitting and receiving coded data by encoder having unequal error probability in mobile communication system and the method therof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008043282A1 (en) * 2006-10-09 2008-04-17 Huawei Technologies Co., Ltd. A method and a system for ldpc erasure correcting decoding
US7774687B2 (en) 2006-10-09 2010-08-10 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and system for LDPC code erasure decoding
KR101279711B1 (en) * 2006-11-07 2013-06-27 삼성전자주식회사 Apparatus and method for transmitting/receiving signal in a communication system using a low density parity check code

Also Published As

Publication number Publication date
KR100612047B1 (en) 2006-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103152056B (en) A kind of quasi-cyclic LDPC code constructing method and device based on protograph
CN100550655C (en) A kind of encoder/decoder of low density parity check code and generation method thereof
CN106685586B (en) Method and apparatus for generating low density parity check code for transmission in a channel
CN101159515B (en) Encoding method and system of variable length low-density parity code
US20100257425A1 (en) Systems and methods for constructing the base matrix of quasi-cyclic low-density parity-check codes
CN102843145A (en) Construction method of low bit-rate quasi-cyclic accumulative repeat accumulate codes
CN104333390A (en) Construction method and encoding method for check matrix of LDPC code
CN101019328A (en) Low-density parity-check codes for multiple code rates
CN101567697B (en) Coder and method for coding rate-compatible low-density parity-check codes
JPWO2007088870A1 (en) Parity check matrix generation method, encoding method, decoding method, communication apparatus, encoder, and decoder
Buchberger et al. Pruning neural belief propagation decoders
CN101534128A (en) Method for constructing low-density parity check code check matrix
CN106998208A (en) A kind of code construction method of variable length Polar codes
Zhou et al. Robust rate-compatible punctured LDPC convolutional codes
CN104967455A (en) Recursive encoding method of spatially-coupled low-density parity check codes
Huang et al. Construction of one-coincidence sequence quasi-cyclic LDPC codes of large girth
CN109547160A (en) A kind of cyclic shift network code construction method
CN101465653B (en) Serial interpretation method for low density parity check code
KR100612047B1 (en) The method for forming LDPC codes using growth network model
Talari et al. Distributed rateless codes with UEP property
CN106059595A (en) General recursive coding method of spatially coupled low density parity check code
CN101075812B (en) Method for constructing system low-density code with parallel cascade
CN116318551A (en) Intermediate channel selection and decoding method of LDPC-Polar cascade system
Hanif et al. An efficient puncturing method for the short and long length polar codes
WO2019043680A1 (en) Gcc decoding and polar code successive-cancellation list decoding with decomposition into concatenated inner and outer codes

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100802

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee