TW201004157A - Method and apparatus for channel encoding and decoding in a communication system using low-density parity-check codes - Google Patents

Description

201004157 ^UOl^pil 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種使用低密度同位檢查（Low-Density Parity-Check，LDPC )碼的通信系統，且特別是有關於一種 用於生成具有不同的碼字(codeword)長度的LDPC碼的通 道編碼/解碼方法及其裝置，以及由高階(order)調變方案 (scheme)中所設定的LDPC碼來產生碼速率(c〇de rates)。 【先前技術】 在無線通信系統中’由於通道中的各種雜訊、衰落現 象（fading phenomenon)以及符碼間干擾（inter_symb〇l interference, ISI)，鏈路性能（linkperformance)會顯著下 降。因此’爲了實現需要兩的資料通量（如也throughput) 以及可靠度（reliability)的高速數位通信系統，諸如下一 代移動式通彳5 (next-generation mobile communication)、數 位廣播（digital broadcasting )以及可攜式網際網路（p〇rtable internet) ’則須開發各種技術以克服通道雜訊、衰落以及 ISI疋非系重要的。近期，錯誤更正石焉（⑽沉-⑶汀沈出格c〇(je ) 的深入研究已經産生了用於藉由有效地恢復（rec〇ver)已 失真的資訊來增加通信可靠性的方法。 LDPC碼’即’-種錯誤更正馬的形式，通常被定義 爲同位檢查矩陣’以及可藉由採馳觀坦顧（Tanner graph)的偶圖（bipartite graph)來表示LDpc碼。偶圖意 味著圖形的頂點被分割成兩種不同的類型，以及藉由包括 頂點的偶圖可以表示LDPC碼，其中—些頂點被稱爲可變 201004157 ^U6l jpu 節點（Variablenode)，其他的頂點被 node)。此可變節點被—對—f 二即點（check 的位元。. *對（.ί〇-〇η〇映射到已編碼 + ru圖i竭的同位檢查矩陣Hl的例子的圖形， 此同位仏查矩陣Hl包括4列（贿）8行（eQlumn)。 曰請參看圖1，因爲行的數目< 8,所以同位檢查矩陣 Hl疋二種LDPC碼，其生成8長度的碼字（codeword)， 以及行被映射到8個已編碼的位元。 圖2是對應於圖i的同位檢查矩陣呒的坦納圖的圖 形。 "月參看圖2，LDPC碼的坦納圖包括8個可變節點Xl (202), χ2 (204), χ3 (206), χ4 (208), χ5 (210), χ6 (212), χ7 (214) 和χ8 (216)以及4個檢查節點218, 220, 222和224。LDPC 碼的同位檢查矩陣印中的第i行和第j列被分別映射到可 變節點Xi以及第j檢查節點。此外，在LDPC碼的同位檢 查矩陣Hl中的第i行和第j列相互交叉（cross)的點上的 數值1 ’即’非零（non-zero)數值，指出圖2的坦納圖上 的可變節點X i以及第j檢查節點之間存在一邊緣。 在LDPC碼的坦納圖中，可變節點以及檢查節點的程 度（degree)表示連接到每一各自節點的邊緣的數目.，以 及此程度等於對應於LDPC碼的同位檢查矩陣中的相關節 點的行或者列中的非零項（n〇n_Zer〇 entfy )的數目。例如， 在圖 2 中’可變節點 X! (202)，x2 (204)，x3 (206)，X4 (2〇8), x5 (210)，\6(212)，\7(214)和\8(216)的程度分別是4、3、3、 201004157 3U^l!)pif 3、2、2、2和2’以及4個檢查節點2 的程度分別是6、5、5和5。此外和办 點的圖1中的同位檢查矩陣的行中的非可變節 程度4、3、3、3、2、2、2和2保二致其 圖2的檢查節點的圖1中=以及對應於 項的數目與其錢6、5㈣中的非零 —二nt = ^分佈(^ 數目的比率被定義爲二： = = ;的總 檢查節點的總數目的比率被定義爲=二即點的數目對 圖丨和一碼，心 的情況下’㈣;以及g5=3/4, g6=1/4, L乂及在诒’ 3, 4 下二旷〇。當LDPC碼的長度被定義爲N，即，，行 被疋義爲N，以及當列的數目被定義爲n/2，則上 位檢查矩陣中的非零項的密射以用， 2f2N + 3f^N + Af,N 以 Ν-Ν/2 Ί ⑴ 在方程式⑴中’如果Ν增加，則同位檢查矩陣中 的1的密度就減少。通常情況下，對於LDPC碼，因爲碼 字長度N與非零·密度成反_，所以具有大的N的 LDPC碼，卻具有非常低的非零項密度。LDpc碼中的術語 “低密度”來源於上述的關係。 圖3是被採用爲第2代數位視頻廣播衛星傳送(Digital Video Broadcasting-Satellite transmission 2nd generation 201004157

JU613piI DVB-S2 )中的標準技術的LDPC:碼的示意圖，此標準 是一種歐洲數位廣播標準。 致询 在圖3中，坨表示LDPC碣字的長度，&表示％ 足 字（information word)的長度，以及队·&)表示同^旬 度（parity length )。此外，整數娣和二》長 尸(M-A)/私。優選情況下，尤i/M也應該是整數。/ 請再參看圖3’在同位檢查矩陣中，同位矩陣的社 即第&行至第(AVI)行，具有雙對角、線。因此，對於， ^同位部分的行之上的程度分佈，除了最後—行的程士 1之外’所有的行的程度都是“2” 。 在同位檢查矩陣中，資訊部分的結構，即， 第(尤ι_1)行的結構，採用如下的規則來決定。 廿i 加"，則1 ·藉由將對應於同位檢查矩陣中的資訊字的 =組爲多個群（gK)up)，其中此多個群中的低 群f組成行群。 母丁群的仃的方法遵猶如下的規則2。 屬冷 每一=中:蝌其中’〜.綱h 中的第〇行的备声主=在才木叫·來表示每一第，·行, ;^二則錄行群崎（其中，ΜΙ”行 -有1的列的位置·=1，2，…·方程式⑵來定義： pW = n(k) ~ ^,0-1) + q m〇d(A^ - κλ) (2) I，…，—1 201004157 JU813pif 根據如上規則，可以看出屬於第i行群的行的程声 等於A.。DVB-S2 LDPC碼之結構依據上述規則將資訊餘 存在同位檢查矩陣上，為了更容易了解DVB_S2 LDpc碼 之結構，以下將列舉更詳細的例子。 作為更詳細的例子，對於^=30,4=15，从=5以及分=3 而言，3個行群中的第〇行的具有^々列的位置上的資訊的 三，1列（sequences)可以表示如下。在此，三個序列被 視爲“權重（weight)爲1的位置序列” rS=〇, rs=i, Rg=1, = o, = ii, = π, ^3(!〇 =〇, =10, =14. 關於每一行群中的第〇行的權重（weight)爲i的位 置序列，對於每一行群，只有相對應的位置序列可以表示 如下。例如： 0 12 〇 11 13 0 10 14 ,也就是說，第i列（line)中的第i個權重爲丨的位置序 列依序表示第1行群的具有1的列的位置上的資訊。 、>藉由採用對應於上述詳細實施例的資訊以及規則1和2 以形成同位檢查矩陣，則可生成與圖4中的LDPc 碼具有相同原理的LDPC碼。 201004157 JU51Dpif 應該知曉的是，藉由採用結構性形狀（structural shape) 可以有效地編碼符合規則1和2的DVB-S2 LDPC碼。下面將 舉例來描述藉由採用基於同位檢查矩陣的DVB-S2以執行 LDPC編碼的過程中的各個步驟。 在如下的詳細實施例的描述中，具有M=16200, 4=10800,私=360和g=i5的DVB-S2 LDPC碼經歷編碼過 程。爲了便於描述，長度爲尤1的資訊位元表示爲(/以，…〃^)， \ 以及長度爲（K)的同位位元表示爲(祕...U。

步驟1: LDPC編碼器使多個同位位元初始化成如下： Ρο= Ρι =…=Pw=Q 步驟2 .從指出同位檢查矩陣的已存儲的序列的第ο 個權重爲1的位置序列中，LDPC編碼器讀取丨所在行群中 的列（row )上的資訊。 02084 1613 1548 1286 1460 3196 4297 2481 3369 3451 4620 2622 RS = °> RS = 2048? RS = 1613, = 1548, = 1286 啞=1460,啦=遍，碌=4297,峨=2481，把)j3369， .= 3451，峨)=4620,峨)=2622. ’ 藉由採用已頃取的資訊以及第一資訊位元心，LDpc編 竭器依據絲式（3)來更新特定的同位位元&。在此，χ 是峨的值，其中* = 1，2，...，13。 201004157 30815ριί Ρ〇 = Ρο® i〇, P20U = /^2064 ® h·* Α613 = Aen ® _Ρ】548 = Α548 ㊉〖0，_Pl286 = Α286 ㊉ &，A46G = Α46。㊉ Ζ〇, /^3196 =户3196 ㊉ 6，Α297 = Α297 ㊉ 4，凡481 =户2481 ㊉ Ζ〇, 尸3369 =尸3369 ㊉ ’〇，Λ451 =尸3451 ㊉ ’〇，户4620 =尸4620 ㊉ ’〇, 户2622 =户2622 ㊉ Ζ0 在方程式（3)中，a = 也可以表示爲凡―λΦζ〇 ’ 以及㊉是表示二進位加法（binary addition )。 步驟3 : LDPC編碼器首先決定方程式（4)的值， 此方程式（4)用於之後的359個資訊位元zm (其中w=l, 2,…,359)。 {jc + OMmodA^xWmodC^-K)，^1^=360，m = l，2,…,359 ........(4) 在方程式(4)中，X是的值，其中；ty，2，··43。值得一 提的是，方程式（4)的原理與方程式(2)相同。 接著’藉由採用方程式（4)中所計算的值， 碼器執行類似於方程式（3)的操作。也就是說， : LDPC編碼器更新同位位元作+(_一'%。例如，對^於^ 即，對於心LDPC編碼器更新方程式(5)所定羲 ；W=1， T). 。 丨«ΧΠι •^(jc+^)mod(iVi ~KX) A5 — Ρ15 ㊉丨1，户2。99 _ 户2。99 ㊉丨1，Αό28 =尸1628 ㊉ &， Λ563 = Α563 ㊉ Α3〇1 = Α301 ㊉ A475 = _Ρ1475 ㊉心， ^3211 ~ Ρ3211 ㊉ 4，·？4312 _ 尸4312 ❸ 4，/*2496 = >^2496 ® &， Α384 = A3S4 ㊉’1，户3466 =巧466 ㊉ L Α635 = A«35 . . . . . (5) Λ637 =^2637 0¾ , 201004157 JUblDplf 在方程式（5)中’《=15。採用如上相同的方式，對 於m=l，2，..” 359，LDPC編碼器執行上述的過程。 一步驟4:和^驟2 一樣，LDpc編碼器讀取第361個 資訊位兀〜〇的第1個權重爲丄的位置序列；认=1，2，切的 資訊’以及更新特定的凡，其中。藉由將方程式應 用=/⑽之後的359個資訊位元‘，ζ·362,…，_，LDpc編 碼益更新’ 其中 36i，362,....,719。 ( 步驟5 :對於所有的群，LDPC編碼器重複步驟2、3 和4，此所有的群中的每一個都包括個資訊位元。 步驟6:藉由採用方程s(6)，LDpc編碼器最後決 定同位位元：

Pi= Pi®Pi-\，.........(6) 方程式（6)的同位位元Α•是已經經過LDpc編碼的 同位位元。 如上所述，通過步驟1至6的過程，DVB-S2執行編 碼。 I 爲了應用LDPC碼到實際的通信系統（actual communication system)，LDPC碼必須被設計爲適於通信 系統所需要的資料速率（data rate)。具體地說，不僅在使 用合併自動再傳輸請求（Hybrid Automatic Retransmission Request，HARQ )以及適應性調變與編碼（Adaptive Modulation and Coding , AMC )的適應性通信系統（adaptive communication system)中，而且在支援各種廣播服務 (broadcast service)的通信系統中，具有各種碼字長度的 11 201004157 3U8npif LDPC碼都需要根據系統的要求來支援各種資料速率。 然而’如上所述’由於有限的使用，用於DVB-S2系 、、充中的LDPC碼只有兩種類型的碼字(c〇(jew〇rd)長度，以 及每一種類型的LDPC碼使用獨立的同位檢查矩陣。由於 這些原因，在本技術領域中，迫切需要能夠支援各種碼字 長度的方去’以增加糸統的可擴充性（exten(jibility )以及 彈性（flexibility )。更詳細地說，在DVB-S2系統中，爲了 傳送信號資訊，需要傳送具有數百至數千位元的資料。然 而’因爲DVB-S2 LDPC碼的長度只可以是16200和 64800，所以仍然需要支援各種碼字長度。然而，由於爲 LDPC碼的每一碼字長度分別儲存獨立的同位檢查矩陣而 降低了整個記憶體效率，所以在不需設計新的同位矩陣的 隋況下’需要能夠有效地支援現有同位檢查矩陣中的各種 碼字長度的方案。 須注意，當高階(order)調變用在需要碼字長度不同的 LDPC碼的通信系統中時’包括在高階調變符碼(symb〇1) 中的位元之可靠度是不同的’這與當高階調變應用在使用 雙相移鍵控(BPSK)或四相移鍵控(QPSK)的通信系統中時 不一樣。 為了顯示高階調變中的可靠度不同，以下的描述將針 對正交調幅(QAM)之信號組態(constellations)來說明，正交 調幅(QAM)是一種通常使用在通信系統中的高階調變。受 到正交調幅(QAM)裯變後的符碼包括實部和虛部，且可對 實部和虛部之大小和符號來微分以產生不同的調變符石馬。 12 201004157 JU51 ^pil 正交調幅(QAM)將和四 楚地提供QA1V[特性的么:鍵控調變一起來說明，以更清 圖5Λ顯示傳 請參關5Α，^^調變之信號組態。 即，y『〇 B夺實部的符號^部的符號’yi決定虛部的符號。 y产〇時虛部的符號是^ )且y°=1日寺實部的符號是㈠。又， 和yi的錯誤發生機率相等，時f，符號是㈠。由於y。 f 指出實部和虛部的符號^、、疋符號指示位元，分別 之可靠度等於QPSK調變/調變信號之(y°，71)位元 第二下標q指出包含在就〜和…而言， 輸出。 n周夂4號中的多個位元之第q個 =:傳統16，M調變之信號組態。 特定二一相_二3^’^〇3)對應於一調變信號之位元。更 特疋而5，位7〇外和巧分別決定了 元▲分別決定了虛部的符號和大小。：二= 決定了該調變信號的實部和虛部H卩=二^ 了;調變信號的實部和虛部之大小。由於區分== ==分的大小還— =====之無錯誤發生機

調變信號中的位元(y。，yI， 有^ p包括在QAM QPSK調變信號中的位元不2同3/、 5的可靠度，這與 在叫歲調變中，在組成一信號的4位元之間，2 位π決疋了 ㈣實部和虛部的符號，且其餘的2位元 13 201004157 遍 npit 只需決定該信號的實部和虛部的大小。因此，（m m) 的階(order)以及每一位元的角色將會改變。 圖5C顯不傳統16-QAM調變之信號組態。 由對應於-調變信號之位元之(y〇,九办乃，％ y5)之中， 位兀y。，力和力決定了實部之大小和符號，位元％ &和％ 決定了虛部之大小和符號。此處，y。和力分別決定了實部 和，部的符號，y2和y4的組合以及h和B的組合分別決定 了貫和虛的大小。如上所述，由於區別一調變的信號 ^符號較區別該調變的信號的大小還容易，貝,！ y。和^的可 靠度大於y2，y3,y4* y5的可靠度。 位70 h和乃是依據該調變的符碼(symb〇1)之大小是大 於或H4來蚊’且位元74和y5是依據棚變的符碼之 大小是靠近4或0 (以此二數目之間的2為中心）、或靠近4 或8(以此二數目之間的6為中心）來決定。因此，由一 y3所決定的大小所在的範圍是4，但由％和％所決定的大 小2在的範圍是2。於是，乃和y3的可靠度大於y4和r的 可罪$。結果，藉由位元之無錯誤的發生機率（即，可靠度) 來表示時，y〇=yi>y2=y3>y4=y5。 一 ，64-QAM調變中，在組成一信號的6位元中，2位 元決定了該信號的實部和虛部的符號，且只 =號的實部和虛部的大小。因此，(一2 相及母-位元的角色將會改變。即使在256_qam 或更南的信號組態中，組成—調變信號的多元 和可靠度並不相同，已如上所述。因此，其細節此處二省 14 201004157

^U51DpiI 略。 總之’在BPSK和QPSK機巾，當決定進行縮短和 擊穿多個圖案時不需考慮一調變方案，此乃因包含在一符 碼中的位元的可靠度相同，已經歷縮短或擊穿的]^)1^碼 字中的碼字位元的可靠度亦相同。然而，在像16_QAM， 64-QAM和256-QAM之類的高階調變中，由於包含在一符 碼:的位元之可靠度不同，當已決定—種調變方案和信號 ，態/= 立元映射(位元映射在信號組態上)方案時，LDpc碼 子中母碼子位元之可靠度在經歷縮短或擊穿之後可與 LDPC碼字在經歷縮短或擊穿之前的可靠度不同。 因此’對-種用來產生LDPC媽之裂置和方法而言， 在考慮高階調變時有使用上述縮短或擊穿的需求。 【發明内容】 因此’本發明被設計爲至少克服上述問題和/或缺點 、’至少提供如下的優點。因此，本發明的—個觀點是提存 -種通道糾/解碼方法及其裝置，用於藉由在使用LDpc ，々通信系統中採用了在考慮高階調變時所決定的縮箱 (shorten)或者擊穿（pu_re)，以從已給定的LDpc 碼來生成具有各種碼字長度的LDPd且對—使用了所 產生的LDPC碼的通道進行編碼和解媽。 本發_另-觀點，提供了 —種通道編碼/解碼方 μ:'置，用於確保（gUamntee)有酸訂DPC碼的 通H中的DVB-S2 _ (祕細啦）的最佳性能。 根據本發明的-觀點，提供了一種在使用低密度同位 201004157 όΌόίΟρίΙ 檢查（Low-Density Parity-Check, LDPC)碼的通信系統中 用來對通道編碼的方法。此方法中須決定一符碼用的傳輪 調變方案，對應於LDPC碼之同位檢查矩陣中的資訊字之 行劃分成多個行群，各行群被分階(ordered)，決定期望_ 由縮短該資訊字而獲得的資訊字的範圍；基於該資訊字^ 範圍，以依據在考慮所決定的調變方案時所決定的縮短圖 案來對該資訊字之已分階的行群進行一種行群至行群的縮 短；以及對已縮短的資訊字進行LDPC編碼。 根據本發明的另一觀點，提供了一種在使用低密度同 位檢查（Low-Density Parity-Check，LDPC )碼的通信系統 中用來對通道編碼的裝置。此裝置包括同位檢查矩陣萃取 器，用來決定一符碼之傳輸調變方案，將對應MLDpc碼 之同位檢查矩陣中的資訊字之行劃分成多個行群，對各行 群進行分階(ordered);縮短圖案應用器（sh〇rtening pattem applier)，用於決定期望藉由縮短而獲得的資訊字之範圍， 且基於資訊字的範圍以依據在考慮所決定的調變方案時所 決定的縮短圖案的階(order)來對各行群進行一種行群至行 群的縮短；以及LDPC編碼器，用來對已縮短的資訊字進 行LDPC編碼。 . 人根據本發明的另一觀點，提供了一種在使用低密度同 位檢查（Low-Density Parity-Check，LDPC)碼的通信系統 中用來對通道解碼的方法。此方法包括解調從發射器 (transmitter)傳送的訊號；決定在已解調的訊號中是否存 在至少—已縮短的位元；在存在至少一已縮短的位元時， 16 201004157 藉由估測一縮短圖案上的資訊以決定該已縮短的位元的位 置，以及藉由該已縮短的資訊位元的已決定的位置來對資 料進行解碼。該縮短圖案的資訊包括一在考慮一調變方案 時所決定的縮短圖案。 根據本發明的另一觀點，提供了一種在使用低密度同 位檢查（Low-Density Parity_Check, LDPC )碼的通信系統 中用來對通道解碼的裝置。此裝置包括縮短圖案估測器'， 用於解調從發射器（transmitter)傳送的信號，以決定該已 解=的信號中是否存在至少一已縮短的位元，且當存在一 已縮短的位元時，藉由估測一縮短圖案之資訊來決定該已 短的貧訊位元的位置；以及解碼器，用於採用已縮短的 =訊位το的已決定的位置來解碼資料。該縮短圖案之資訊 包括一在考慮一調變方案時所決定的縮短圖案。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 ^董，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 明如下。 【實施方式】 在所有的圖式中’相同的參考數字用來代表相同的元 件、特徵和結構。 下文特舉實施例’並配合所附圖式作詳細說明如下。 楚的插述中，對於所屬技術領域中具有通常知識者清 知曉的元件，爲了便於描述，則在此不再贅述其公知 的功能和配置。 又’以下的描述中所用的術語和字詞不限於說明書中 17 201004157 JU8i^pif 的意義而是由發明人用來使本發明更清楚及更容易讓人理 解。因此，對此行的專家而言，以下對本發明的實施例的 描述只是作為示例而已，其不是用來對本發明的申請專利 範圍及其等效範圍所定義的發明作限制。 本發明的示例實施例提供了一種用於藉由使用特定類 型的結構化LDPC碼的同位檢查矩陣來支援具有各種碼 長度的LDPC碼的方法’其適用於高階(〇rcjer)調變。此^卜， 本發明的實施例提供了一種在使用特定類型的LDpc碼的 通信系統中依據高階(order)調變來支援各種碼字長度的裝 置及其方法。更具體地說，本發明的實施例提供了一種藉 由採用一給定的LDPC碼的同位檢查矩陣來生成LDpc^ 的方法及其裝置，已生成的LDPC碼在長度上短於已給定 的LDPC碼。 圖6疋使用LDPC碼的通信系統中的收發器 (transceiver)的結構的方塊圖。 請參看圖6，在訊息u被傳送到接收器63〇之前，訊 息u被輸入到發射器610中的LDpc編碼器611。LDpc 編碼器611編碼已輸入的訊息u，以及輸出已編碼的信號c 到調變器613。調變器613調變已編碼的信號c，以及經由 無線通道620來傳送已調變的信號s到接收器63〇。接收 器630中的解調器631解調已接收的信號r，以及輸出已 解調的到LDPC解碼器633。基於通過無線通道62〇 所接收的f料’ LDPC_n 633對已鑛的信號X進行 解碼’以造成該訊息的估測值〃。 18 201004157 JUODpu： 藉由採用本發明所提供的方案，LDPC編喝器611根 據通h系統所要求的碼字長度來生成同位檢查矩陣。更具 體地說，根據本發明的實施例，LDPC編碼器藉由採用 LDPC碼來支援各種碼字長度，而不需要附加的儲存資訊。 根據本發明的實施例，由給定的LDPC碼來獲得各種 碼子長度的方法可使用縮短技術和/或擊穿技術。依據碼速 率或字碼長度而施加該縮短技術或擊穿技術至LDpc碼來 ，使操作最佳化的方法目前已為人所知。然而，大部份情況 下’由於決疋該縮短技術和擊穿技術的已知方法只考慮 BPSK或QPSK來進行最佳化過程，因此，對一給定的 LDPC碼而δ ’只能存在一種最佳化的縮短和/或擊穿圖案。 士然而’在高階調變中當已決定了信號組態/位元映射方 案時’已最佳化的擊穿和縮短圖案可與BPSK或QpSK中 的圖案不同。 一在BPSK或QpSK調變中，由於包括在符碼中的多個 位兀之可靠度都相同’ LDPC碼字巾料字位元的可靠度 二歷縮短或擊穿之後亦相同。因此，在決定各縮短和擊 牙圖案之過程中不需考慮一調變方案。然而，如上所述， 在像16-QAM，64-QAM和256-QAM之類的高階調變中， 由於包含在一符碼中的位元之可靠度不同，當已決定一種 調，方案和信號組態/位元映射方案時，LDPC碼字中每-碼字位元之可靠度在經歷縮短或擊穿之後可與LDPC碼字 在經歷縮短或擊穿之前的可靠度不同。 圖7A和圖7B以及圖8A和圖8B分別對π-QAM和 19 201004157 64-QAM顯示了依據LDpc碼字中可變節點的程度而將位 =映射至一符碼時的位元映射例子。圖7A顯示了 16_ 调變的信號組態/位元映射的圖解的例子。圖7B顯示 1&QAM調變巾#由縮短而修改後的信號喊/位元$ ，圖解的例子。為了方便，―虹繫碼字在 成 Μ立元或12位元的部份方塊。 刀成 每請參閱目7A’yQ#0yi分別指&1Μ3ΑΜ符碼中決 貫部和虛部之符制的高可靠度位元。即，這些位元 的可關係是y°”1>y2=y3。圖7Α中，由於yi和y3映射 =取練度之可變節點相對應的LDPC碼字部份，則最 =匕可變節點的1/2映射至高可靠度部份，其它的1/2 貝J連接至低可靠度部份。 示的=交最Ϊ程度之可變節點的—半已經歷了如圖7B所 4二丑’ *對應於未縮短的最高程度之可變節點之符碼 豆的職碼字中被考慮時，最高程度之可變 映射至y3且其餘的1/8映射至yi。即，位元比 早(ratio)疋與縮短前相差彳艮大。 圖/1 _ 8A;^64_QA1V[調變的信號組態/位元映射的 赛8B是64_QAM調變中藉由縮短而修改後的信 現組態/位元映射的圖解。 關孫，8A中’包括在—符碼中的多個位元之間的可靠度 最;yi>y2 = y3>y4 = y5。在此種情況下，LDPC碼字中 然可變節狀1/3钱射至最低可靠度位元力。 '田同私度之可變筇點之2/3已經歷如圖8Β所示的 20

201004157 3U51DpiI 縮短之後’可理解的是其餘未縮短之最高程度之可變節點 之5/6被映射至最低可靠度位元y5，使位元比率與縮短前 不同。 上:斤述對—給_LDPC碼而言，當高階調變方案 和仏號組！ll/位几映射已固定時，使用在BpsK或卩视調 變中的縮短或擊穿_可能適合，此乃因已映射至一 调變符碼之每-位元之LDPC碼字位元之比率是與依據縮 紐技術而達成的比率很不相同。 亦已為人所知的是，在LDPC碼的情況下，最佳化的 LDPC碼之同位檢查輯絲度分歧與依據調變方案而 達成者很不相同。即’已對BpSKSQpSK調變達成最佳 化的LDPC碼的程度分佈、以及已對16_qam，64_qam和 64_QAM達成最佳化的LDPC碼雜度分佈都不相同。 以類似的理由，假設已給定一種具有一程度分佈的 LOPC瑪’則最佳化的縮短或擊穿圖案依據高階調變方案 ，，並不相同。因此’應考慮_所想要的調變方案來決定 一縮短_ ’以發現—LDPC碼之最佳化的縮短或擊穿圖 案。 在考慮一調變方案來描述一種決定縮短或擊穿圖案之 =去之如，以下將針對縮短來描述。此處所用的術語，，縮短，， 疋才a種在進行LDPC編碼而由一給定的特殊同位檢查矩 陣，產生LDPC碼字之後’實質上不傳送LDPC碼字之一 特定部份之方法。為了可對，，縮短，，更了解，以下將更詳細 地說明圖3中所示的DVB-S2LDPC碼的同位檢查矩陣 21

201004157 ^U6IDpU 就圓3中所示的DVB-S2 LDPC碼的同位檢查矩陣而 言，其總長度是的，長度爲&的資訊位元(Ui，，U對應 於同位檢查矩陣之前面部份’長度爲（％_&)的同位位= Ο。，對應於同位檢查矩陣之後面部份。 通常情況下，資訊位元可自由地具有值〇或丨，且縮 短技術對受到縮短的特定部份中的資訊位元的值予以限 制。例如’縮短凡個資訊位元至Vi通常是指 ΙΑΎ0。即，藉由將％個資訊位元/。至u艮制為〇， 則此縮短技術可獲得一種與圖3所示的DVB-S2 LDPC碼 之同位檢查矩陣中未使用％個導引（leading)行時相同的效 果。術詞”縮短’’實際上來自上述的限制操作。因此，此處 所施加的”縮短”亦表示將已縮短的資訊位元之值考慮成 0 ° 就該細短技術而5 ’當糸統設立時，一發射哭和__接 收器可共用或產生已縮短的資訊位元所需之相同的位置資 訊。因此，雖然該發射器未傳送已縮短的位元，在對應於 已縮短的位元之位置中的資訊位元已知具有〇值時，則咳 接收器可進行解碼。 在該縮短技術中，由於該發射器實際上所傳送的碼字 的長度是#1-凡且資訊字的長度是KrM，則碼速率變成 愚’其總是小於第一次給定的碼速率尤ι/ΛΓι。 通常，擊穿技術能夠被應用於資訊位元，也能夠被應 用於同位位元。儘管擊穿技術以及縮短技術通常減小了碼 字長度，但是和上述縮短技術不一樣的是，擊穿技術並不 22 201004157 JU^iDpII 限定特定位元的值。 元或==言i擊穿技術屬於單純地不傳送特定資訊位 ^枝广㈣的同位位①的特定部分的方法，從而接收器 除^應驗元。即，藉由單純地不傳送已生成的長 ^LLDPC碼字中的^個預先定義的位置中的位 lH牙，能夠獲得與傳送一種長度爲⑼為)的 馬子_同的效果。因爲對應於同位檢測矩陣中已 f f牙的位元的行㈣完整地胁解韻財，所以擊穿技 術不同於縮短技術。 此外’根據本發明的一實施例，因爲在系統被設置的 ’用於已擊穿的位元的位置資訊能夠被發射器以及 益所共同分享或者㈣，所以在解碼之前接收器可以 ，、抹除對應的已擊穿的位元。 在擊穿技術中，因爲發射器實際傳送的碼字的長度是 以及資訊字（informati〇n w〇rd)的長度總是尤1，所 以碼速率變成乂)，此速率總是大於首先給定的碼 速率。 I面將描述用於DVB-S2 LDPC碼的縮短技術以及擊 穿技術。上述的DVB-S2 LDPC碼屬於具有特定結構的

LI^PC碼。因此，相較於一般的LDPC碼，DVB-S2 LDPC 碼月b夠經歷更有效的縮短以及擊穿。 爲了便於說明實施例，假定DVB-S2 LDPC碼的碼字 長度以及資訊長度分別是Μ和&，且使用上述縮短技術 以及擊穿技術以使期望由DVB-S2 LDPC碼所獲得的最後 23 201004157 3U815pif 之LDPC瑪之 > 訊長度分別是馬和&。 如果定義…為，△以及，則藉由從dVB_S2 LDPC碼的同位檢查矩陣來縮短心個位元以及擊穿凡 個位元，可生成碼字長度以及資訊長度分別是％和&的 LDPC碼。對於％>〇或者Α>〇的已生成的LDpc碼，因 ^ « ’ 爲其碼速率％一凡通常不同於DVB-S2 LDPC碼的碼速率 足’所以其代數特性發生了變化。對於則藉由不 執行縮短以及擊穿或只執行縮短來生成Ldpc碼。 然而，就DVB-S2 LDPC碼而言，如規則丄和2所述， 由於一個;^如=1，2，...，2),，^1，...，欠1/从1，片〇，“.，从1_1)值對應於姊個 行，則總共個行群都具有一結構形狀。因此，若不使 用一個《值，則DVB-S2 LDPC碼等於不使用恥個行的 LDPC碼。考慮到此種特性，則以下將參考圖9來說明縮 短過程。 圖9是本發明實施例中用於從已儲存的LDpc碼的同 位檢查矩陣巾生狀林_碼字長度的LDpc瑪的方法 的流程圖 請參閱圖9，LDPC編碼器在步驟9〇1中決定一符碼 的發射調變方案’且在步驟903中讀出將縮短的dvb_S2 LDPC碼之行群資訊。即，LDPC編碼器讀出已儲存的同 位檢查矩陣m紐，LDPC編Μ在步驟中依據 DVB-S2 LDPC碼之行群資訊以決定碼字長度呢和資訊長 24 201004157

j⑽ IDpiI 度A。然後’ LDPC編石馬器在步驟9〇7至％ 〜 縮短過程，其中LDPC編碼器依 仃一種 的讀出資訊來進行-種對應於_ # ^陣 縮短過程。 ““訊長度之

£2. L^.J 縮短步驟1 : LDPC編屬器在步驟907中決定, 其中kl是小於或等於X之最大整數。 *縮短步驟2: LDPC編碼器在步驟9〇9中由 個行群來選取一序列的(A+1)個行群。所 的序列定義成·W + 1)。LDPC編碼器考慮到除 的部份序列哎以外，其餘的^…個行群不具有 縮短步驟3:LDPC編碼器在步驟911中 2所選取的_肺群州 LDPC碼之資訊字相對應的行群之位置，以產生 短的DVB-S2 LDPC碼。須注意，此已縮短的D他82 LDpc 碼具有資訊長度〇4+1)从，其總是小於或等於&。 縮短步驟4 : LDPC編碼器在步驟913中由該縮短步 驟3所產生的已縮短之LDPC碼而另外使(a+叫&個行縮 短。 、在該驗_4巾，若該驗棘是_序由已另外 達成縮短的行群之翁錢方來騎，則上㈣外進行 縮短可更容易地達成。 如上所述，本發明的實施例依據DVB_S2 LDpc碼之 25 201004157 3υδΐ^ριι 結構特徵而施加一種有效的縮短技術，其不使用dvb_S2 LDPC碼之行群的資訊。傳統的位元至位元的縮短技術通 常用於縮短DVB-S2 LDPC碼。 行群的序列之選擇準則可在DVB_S2 [敗碼之縮短 過程的步驟2 _總結如下： 準則1、:LDPC編碼器選擇多個行群用的縮短圖案序 列’其疋義成在給定一正規的(normal)LDpC碼具有碼字長 度馬以及資訊長度（時在考慮—機方案下可獲得的最 佳程度分佈儘可能_於對具有碼字長度&以及 度&之DVB-S2 LDPC碼進行縮短後所得的具有碼字長度 W以及資訊長度尺2之已縮短的LDpc碼之程度分佈，又 =2: LDPC編碼器選擇多個行群用“短圖案序 列Ά義成可在該準則丨中所選取的已縮短的碼之間的 坦納(Tanner)圖上提供一種具有良好循環特性 發明的實施例，就循環特性之準則而言，LDpc編=: 擇-種坦_中最小長度·周期儘可能大且 声' = 的數目儘可能少的序列(sequence)。 、度_周/月 已考慮了調變方案之該正規的LDp 2使用—雜麵化㈣ 求出’該密度進化奸綠之錄實财式、:來 r:發=::;=::方法來決定程物二程 略。的了解而'並不需要’該方法的詳細描述因此省 各灯群所需的所有可能的(縮短圖案)序列之數目若不 26 201004157 ：>υδΐ3ριι 大，則LDPC編碼器可不管準則！和2而完整地尋找所有 的序列以便選取最雜能的各行群所需的（驗圖案）序 列。然而’ #各行群之所有可能的(縮短圖案)序列之數目 太大時，應用至DVB-S2 LDPC碼用的縮短步驟2中以用 取群的準則可藉由選取—滿足上述二個條件的 LDPC碼而有效地選取一（縮短圖案)序列。 當乂和&是固定值時’施加上述的準則i和準則2。 然而’右系統令所需的$和&之值為可變時，則 ，而最佳化的縮短圖案可以無相關性(贈dati〇n)、。即，^ 的乂和&之值為可變時，則依據&值而最： 化的^之縮短圖案應各別地儲存，以達成最佳化的操作。 似為了系統的效率，當系統中所需的％和&之 述^時，可尋找次佳(suboptimal)的縮短圖案’如下所 的縮短-竿年3 二:對:短㈣選取一行群，由於可選取 的 群時，—麵示最紐能的行群-起盘 、的行群而由其餘的行群中被選取。同樣，a ' :以：個行群時’則一個顯示最佳性能的以 中被=步驟中已選取的㈣個行群而由其餘的行群 雖然上述方法不能確保在所有情況下 取’但由具有4規則的縮短_而言上逑^=2選 27 201004157

3U51^piI 而與&值的變化無關。因此，上述方法的優點是 心疋的性能且容易儲存多個縮短圖案。 蔣雜！Ιί'於=貝机位凡之總共G個行群之DVB-S2 LDPC石馬 短^耗例而描述於下。行群的階㈣㈣會依據決定各縮 者^、之方法而縮短，假設行群的階設為％, 二儲存著表科行群的階之序㈣，則藉由肺步驟ι 至縮短步驟4可對任意的猶有效的縮短。 使用上述方法以依據各別的調變方案而在已找出的各 縮紐圖案之間顯示差異，為了顯示此種差異，以下的表1A 和表 1B 顯示了 BPSK/QPSK，16-QAM 和 64-QAM 針對碼 字長度％=162〇〇和資訊長度尤1=72〇〇之DVB-S2 LDPC碼而 已被次佳化之縮短方法和縮短圖案。 28 201004157

^U51DpiI 表ΙΑ DVB-S2 LDPC 碼 之主要變數 ^=16200, ^=7200, A/j=360, q=25 &的範圍 縮短方法 1) 528鸟 <7200 0\ 針對整數m 斗與灿严^⑴th,，咖·# 列相對應的m個行群都被縮短，且與第^^^ ^相對應的行群之72〇〇-K2_36〇mW:責訊位 元亦被縮短。此處，π表示一縮短圖案的置 換(permutation)函數且π的關係顯示在此表 的底部。 然而，當對應於第π(18)=19列的行群的一部 份被縮短時’則對應於168個 巧 ose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH)同位位 行未經歷縮短過程。 #4- ----- 168^2<528 ，都縮紐，且除了對應於168個BCH同位位 3的!立置中的行以外’將對應於第71(18)=19 列之行群的全部行群都予以縮短。 又’另外將對應於第π(19)=0列之行群的 元予以縮短 29 201004157 iusnpit

表IB 已對BPSK/QPSK而被次佳化的置福·函數之間的關杏 π⑼ π(1) π(2) π(3) π⑷ π(5) π⑹ π⑺ π(8) π⑼ 18 17 16 15 14 13 12 11 4 10 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 9 8 3 2 7 6 5 1 19 0 已對16QAM而被次佳化的置換函數之間的關係 π⑼ π(1) π⑵ π⑶ π⑷ π(5) π⑹ π(7) π(8) π(0) 18 17 16 15 14 13 12 11 4 10 π(10) π(ιι) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 3 9 2 8 7 6 1 5 19 0 已紫 卜64QAM而被次佳化的置換函數之問的關係 ' π⑼ π⑴ π(2) π(3) π⑷ π(5) _ π(6) π(7) π⑻ π(9) 4 3 18 17 2 16 15 14 13 12 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 11 10 9 1 8 7 6 5 19 0 請參閱表1A和表1B，當即將縮短的資訊位元之長度 已確疋時，經由一預定的過程來進行該縮短方法，這與調 變方案無關，但指出已最佳化的圖案用的各置換函數之間 的關係將依據各調變方案而全部都不相同。即，當未考慮 該調變方案而施加該縮短方法時，重大的性能劣化會依 各調變方案而發生。 已最佳化的縮短圖案顯示在表1B中，其縮短方法可 在表1A中發現，依據發現各縮短圖案的狀況，表1B中的 縮短圖案可以不是唯—的。例如，可存在多個行群，這些 行群在上述巾__卩，尋找魏_短_序列）中顯 不出相^雜^在此種纽下，由於下_行群的選取可 依據各行群的選擇*不同，則依據該縮短過 能 而可使次佳的驗_柄不是唯-的。實際上，rrc 30 201004157

Dpir 所示的各縮短圖案亦提供優異的性能，其類似於表1A中 所不的縮短方法的性能。

表1C 已對BPSK/QPSK (2)而被次佳化的置換函數之間 的關係 π⑼ π⑴ π(2) π(3) π(4) π(5) π(6) π(7) π(8) π⑼ 18 17 16 15 14 13 12 11 4 10 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 9 8 3 2 7 6 5 1 19 0 已對16QAM(2)而被次佳化的置換函數之間的關係 π⑼ π(1) π⑵ π(3) π⑷ π⑸ π⑹ π(7) π(8) π(0) 18 17 16 15 14 13 12 11 4 10 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 9 8 7 3 2 1 6 5 19 0 已對64QAM (2)而被次佳化的置換函數之間的關係 π⑼ π⑴ π⑵ π(3) π(4) π(5) π(6) π(7) π(8) π(9) 18 17 16 4 15 14 13 12 3 11 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 10 9 2 8 7 1 6 5 19 0 表1C中與使用在16-QAM和64-QAM調變中的組態 相對應的位元映射方法是施加了與圖7A，7B, 8A，8B相同 的位元映射方法而得到的結果。 請參閱圖9，在步驟913之後，當需要進行擊穿時， 則在步驟915中LDPC編碼器將”擊穿”應用至LDPC編碼 過程中。以下將描述該擊穿之方法。

假定LDPC碼的碼字長度以及資訊長度分別是iV2和 尤2，使用縮短技術和擊穿技術，本發明期望由碼字長度以 及資訊長度分別是Μ和尤1的DVB-S2 LDPC碼以便在最 後可獲得碼字長度以及資訊長度分別是W和尤2的LDPC 31

201004157 JU«13piI 媽’且定義以及夂r尤2=Α：Δ ’則可藉由從dvb-S2 LDPC瑪的同位檢查矩陣來縮短尤4個位元以及擊穿(％_心) 個位元，以生成碼.字長度以及資訊長度分別是％和火2的 LDPC碼。為了方便，假設該擊穿技術只施加至同位位元， 由於同位位元的長度是TVrZ!，則有一種可能的方法來使 每個㈧位元的同位部份被擊穿1位元。 圖10是本發明實施例中使用已縮短之LDPC碼的傳 送裝置的方塊圖。 請參閱圖10,傳送裝置包括控制器1010、縮短圖案應 用器（shortening pattern applier) 1020、LDPC 碼同位檢查 矩陣萃取器（LDPC code parity-check matrix extractor ) 1040 以及LDPC編碼器1060。LDPC碼同位檢查矩陣萃取器 1040萃取（extract)經過縮短的lDPC碼同位檢查矩陣。 藉由採用記憶體可以萃取LDPC碼同位檢查矩陣，在傳送 裝置中可以給定LDPC碼同位檢查矩陣，或在傳送裝置令 也了以生成LDPC碼同位檢查矩陣。此外，LDPC竭同位 檢，矩陣萃取器1〇40將LDPC碼之同位檢查矩陣中的資 訊予所對應的傳送符碼、行群所用的傳送調變方案決定成 夕個行群’且對這些行群進行分階(〇rdering)。 一該縮短圖案應用器1020決定其期望經由縮短而獲栌 的f訊字之範圍，且依據此資訊字的範圍以依據在考 決定的調變方案時所決定的縮短圖案的順序來對各^ 行一種行群至行群的縮短。 進 控制器1010控制該縮短圖案應用器1120以根據該傳 32 201004157 丄:)pil 幸岸用^ ^訊 決定—縮_案，以及該縮短圖 i於的位元，或者從已給定的聰碼的同 以r儲^移除對應於已縮短的位㈣行。該縮短圖案可 未的縮短圖案’藉由—種序列生成器（圖 檢查矩陣以及給度 得該縮短圖案。 讀决异法來獲 ，於藉由控制器麵以及縮短圖案應用器麗而經 過驗的LDPC碼，使LDPC編碼器丨_執行編碼。 圖11疋使用縮短和擊穿此二者之1〇扣碼的傳送裝 的方塊圖。更特定而言，當與圖10之傳送裝置比較時， 圖11之傳送裝置亦包括一擊穿圖案應用器1180。 请參閱圖η，縮短是在LDPC編碼器1〇6〇之輸入級 (stage)上進行，且擊穿是在LDpc編碼器1〇6〇的輸出級上 ，行。該擊穿圖案應用器118G施加該擊穿JLLDPC編碼 态1060之輸出。此施加擊穿的方法已描述在以上的圖9 之步驟915中。 圖12是本發明的一實施例中使用了 LDpc碼之接收 裝置的方塊圖，一種縮短已施加至LDI>C碼。更特定而言， 圖12所示的接收裝置由使用了已縮短的DVB-S2LDPC竭 之通信系統中接收所傳送的信號，且當該接收裝置由所接 收的彳§號偵測出一傳送調變方案以及該已縮短的DVB_S2 LDPC碼之長度時’則由該已接收的信號將使用者所期望 33 201004157 JU^npii 的資料予以恢復。 .請麥閱圖12,接收裝置包括控制器12ι〇、縮短圖案決 疋/估測單元（shortening pattern dedsion/estimation unit) 1220、解調器123〇以及LDpc解碼器124〇。解調器123〇 接收以及解調經過縮短的LDPC碼，以及提供已解調的訊 號至縮短圖案決定/估測單元122〇以及LDpc解碼器 I240。該縮知圖案決定/估測單元1220在控制器1210的控 制下，從已調變的信號來決定或者估測關於LDpc碼的縮 短圖案的資訊，以及提供已縮短的位元的位置資訊至 LDPC解碼器1240。在該縮短圖案決定/估測單元122〇中 決定或者估測各縮短圖案可以使用儲存於記憶體中的縮短 ，案，可以藉由採用一種序列產生器（未圖示）來生成各個 圖案，或者可以藉由採用一種用於同位檢查矩陣以及 疋的資訊長度的⑥、度進化分析演算法來獲得各個縮短圖 案0 、該控制器1210控制該縮短圖案決定/估測單元122〇， 1依，該調變方案和資訊長度而提供-縮短圖案至LDP( 124G。由於已縮短的位元之值將成為G的機率是 』1广％) ’則LDPC解碼11124G將依據已縮短的位元 率之值是1來決定是否允許已縮短的位元來 元d 碼器1240接收由該縮短圖案決定/估測單 短的DVB_S2 LDPC碼的與長度有關的資訊 、DPC解崎器麗由已接收的信號中重新儲存該使用 34 201004157

JUSl^piI 者所期望的資料。 圖13是本發明實施例中使用了 LDPC碼之接收裝置 的方塊圖’縮短和擊穿已施加至LDPC碼。更特定而士， 圖13的接收.裝置包括一縮短/擊穿圖案決定/估測^元 1320，其取代圖12之接收裝置中的縮短圖案決定/估測 元 1220 〇 、 請參閱圖13 ,當將縮短和擊穿此二者施加至該傳送裝 置時，該接收裝置中的縮短/擊穿圖案決定/估測單元13^ 可首先對該縮短來進行圖案決定或估測、首先對該擊穿來 進行圖案決定或估測、或對縮短和擊穿此二者來進行圖尹 決定或估測。 LDPC解碼器1240應具備有關於縮短和擊穿此二者的 資訊以進行解碼。 、 圖14是根據本發明實施例的接收裝置之接收操作 流程圖。 ^ 請參閱圖14’解調器1230在步驟14〇1中接收且解調 已縮短的LDPC碼。在步驟1403中，該縮短圖案決定/ 估测單元1220由已解調的信號中決定或估測各縮短/擊穿 圖案。 才 該縮知圖案決定/估測單元1220在步驟14〇5中決定是 否有任何已縮短或擊穿的位元。若無已縮短或擊穿的位 兀，，，LDPC解碼器、1240在步驟1411中進行解喝。然 而，右有已縮短或擊穿的位元，則該縮短圖s決定/估測 兀U20在步驟14〇7中將已縮短/擊穿的位元之位置資訊提 35

201004157 JU81DpiI 供至LDPC解螞器124〇。 在步驟14〇9巾，依據已縮短/擊穿的 訊，·解瑪器1240決定已 機率是卜且決定已擊穿的 _戚為0的 i ^ …7^抹除位元。紐，LDPe 解碼斋1240在步驟則中進行LDPC解碼。

由上述的描述顯然可知’藉由使用高階調變和LDPC 碼之通信系統中之與給定的同位檢查矩陣有關的資訊，則 本發明的貫施例可產生碼字長度不_各_ LDpc碼。 —此外’本發明的實施例可依據調變方案以使用不 縮短圖案來進行縮短。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限J本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1是長度爲8的LDPC碼的同位檢查矩陣的實施例 的圖解。 圖2是長度爲8的LDPC碼的同位檢查矩陣的實施例 的坦納圖的圖解。 圖3是DVB-S2 LDPC碼的結構的示意圖。 圖4是DVB-S2 LDPC碼的同位檢查矩陣的示例實施 例的圖形。 圖5A是使用在一數位通訊糸統中的傳統式qpsk調 變用的信號組態圖。 36

201004157 3U51DpiI 圖5B是使用在一數位通訊系統中的傳統式16-QAM 調變用的信號組態圖。

圖5C是使用在一數位通訊系統中的傳統式64-QAM 調變用的信號組態圖。 圖6是使用LDPC碼的通訊系統中的收發器 (transceiver )的結構的方塊圖 圖7A是16-QAM調變的信號組態/位元映射的圖解。 圖7B是16-QAM調變中藉由縮短而修改後的信號組 悲/位7G映射的圖解。 圖8A是64-QAM調變的信號組態/位元映射的圖解。 圖8B是64-QAM調變中藉由縮短而修改後的信號組 態/位元映射的圖解。 圖9是本發明實施例用於從已儲存的LDPC碼的同位 檢查矩陣中生成具有不同的碼字長度的LDPC碼的方法的 流程圖。 圖10是本發明實施例中使用所建議的已縮短之 LDPC碼的傳送裴置的方塊圖。 圖11是本發明實施例中使用所建議的已縮短/已擊穿 之LDPC碼的傳送裝置的方塊圖。 圖12是本發明實施例中使用了 LDPC碼之接收裝置 的方塊圖’所建議的縮短已施加至LDPC碼。 圖13是本發明實施例中使用了 LDPC碼之接收裝置 的方塊圖，所建議的縮短和擊穿已施加至LDPC碼。 圖14是根據本發明實施例的接收裝置之接收操作的 37 201004157 3ϋ81ί>ριί 流程圖。 【主要元件符號說明】 610 發射器 611 LDPC編碼器 613 調變器 620 通道 630 接收器 631 解調器 633 LDPC解碼器 1010 控制器 1020 縮短圖案應用器 1040 LDPC碼同位檢查矩陣萃取器 1060 LDPC編碼器 1080 擊穿圖案應用器 1210 控制器 1220 縮短圖案決定/估測單元 1230 解調器 1240 LDPC解碼器 1320 縮短/擊穿圖案決定/估測單元 38

Claims (1)

1. 201004157 七、申請專利範園·· k種在通信系統中使用低密度同位檢查(LDPC)碼來 對通道編碼的方法，所述通信系統包括同位檢查矩陣萃取 器、縮短圖案應用器和LDPC編碼器，所述方法包括： 決定用來傳送符碼的調變方案； 考慮所述已決定的調變方案來決定縮短圖案； 將所述LDPC碼之同位檢查矩陣中的資訊^所對應的 行劃分成多個行群； 對所述多個行群進行分階； 範圍； 決定期望藉由縮短所述資訊字而獲得的最終資訊字之 以依據已決定的所述縮 行群進行一種行群至行 基於所述最終資訊字之範圍，以依據 麵圖案來對所述資訊字之已分階的行群進 群的縮短；以及

   39 201004157 JVO l^Uli 已對BPSK/QPSK (2)而被次佳化的置換函叙之間的關令 π(0) π(1) π(2) π(3) π⑷ .π(5) π(6) π⑺ π(8) π(9) 18 17 16 15 14 13 12 11 4 10 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 9 8 3 2 7 6 5 1 19 0 已對10QAM⑺而被次佳化的置換函數之間的關係 π⑼ π⑴ π⑵ π(3) π(4) π(5) π⑹ π(7) π(8) π(0) 18 17 16 15 14 13 12 11 4 10 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 9 8 7 3 2 1 6 5 19 0 已對64QAM⑺而被次佳化的置換函數之問以 ]關係 π(0) π⑴ π(2) π(3) π⑷ π(5) π⑹ π(7) π(8) 71(9) 18 17 16 4 15 14 13 12 3 11 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 10 9 2 8 7 1 6 5 19 0 其中π是指出所述縮短圖案的置換函數。 一 4·如申咕專利範圍第1項所述的在通信系統中使用低 ，度同位檢查(LDPC)碼來對通道編碼的方法，其中所述調 變方案是16-QAM，碼字長度是162〇〇且資訊長度是 7200,已縮短的資訊行群之序列是18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11，4, 10, 9, 8, 7, 3, 2, 1，6, 5, 19 和 〇。 5·如中請專利範圍第丨顿述的在通信系統中使用低 ，又同位檢查(LDPC)碼來對通道編碼的方☆，其中所述調 =案是64__，碼字長度是16且資訊長度是 已縮短的資訊行群之序列是18, 17, 16,4, 15, 14, 13, 12,3，11，10,9,2,8,71，6,5，19和〇。 6·如申Μ專利_第1項所述的在通信祕中使用低 2010011^ 密度同位檢查(LDPC)碼來對通道編碼的方法，其更包括： 當最終資訊字不等於藉由行群至行群的縮短所縮短的 所述資訊字時，則對已縮短的LDPC碼進行另外的行縮短。 7.如申請專利範圍第6項所述的在通信系統中使用低 密度同位檢查(LDPC)碼來對通道編碼的方法，其更包括： 所述另外的行縮短是由達成所述另外的行縮短的行群 之前方或後方來進行。 8. —種在通信系統中使用低密度同位檢查(LDpc)碼來 對通道編碼的方法，所述通信系統包括同位檢查矩陣萃取 器、縮短圖案應用器和LDPC編碼器，所述方法包括： 藉由所述縮短圖案應用器，以依據下表所示之縮短圖 案來進行一種行群至行群之縮短，其中調變方案是 16-QAM ： π⑼ π⑴ π⑵ π⑶ π⑷ π(5) 18 17 16 15 14 -/ _ 13 π(15) π(10) π(11) π(Ϊ2Γ π(13) π(14) 9 8 7 3 2 1 其中π是置換函數。 控度同位檢查(LDPC)碼來對通道編碼的方法，1中在決定 所述縮短__考慮包含在調㈣碼巾的位^之可^产 以及可變節點的程度。 又

   π(8) π⑼ -1 π(18) 10 π(19) 19 0 9.如申料鄕圍第8項所述的在通⑽統中使用低 10. 在祕巾使用低密度同位檢查(LDPC)碑 來對通道編碼的方法，所述通信“包括同位檢查矩陣 取器、縮短圖案應用器和LDPC編碼器，所& 41 201004157 JUOX^pu 藉由所述縮短圖案應用器，以依據下表所示之縮短圖 案來進行一種行群至行群之縮短，其中調變方案是 64-QAM ：

   其中π是置換函數 11.如申请專利範圍第1〇項所述的在通信系統中使用 低密度同位檢查(LDPC)碼來對通道編碼的方法，其中在決 定所述縮短圖案時須考慮包含在調變符碼中的位元之可靠 度以及可變節點的程度。 12. —種在使用低密度同位檢查(LDpc)碼的通信系統 中用來對通道編碼的裝置，所述裝置包括： 同位檢查矩P車萃取器’用來萃取縮短用的所述 同位檢查矩陣； 縮短圖案應用器，基於最終資訊字之範圍， 在考慮所述已決定的難方鱗所蚊的驗_ 述資訊字之已分_行群絲—種行群騎群_短;，以 及 縮短的資訊字進行LDPC LDPC編碼器，其對所述已 編竭。 13.如申請專利範圍第12項所述的在使 $ 檢查(LDPC)碼的通信系統中用來對通道編碼的= 在決定所賴短__考私含在機細=位= 42 201004157 』υ〇·ΐ Jpii 可靠度以及可變節點的程度。 14.如申請專利範圍第12項所述的在使用低密度同位 檢查(LDPC)碼的通信系統中用來對通道編碼的裝置，其中 所述LDPC碼的碼字長度是16200且資訊長度是7200，所 述縮短圖案是由多個縮短圖案中的一個而依據下表來決 定： 已對BPSK/QPSK⑺而被次佳化的置換函數之間的關名 π(0) π(1) π(2) π(3) 7ΐ⑷ π(5) π(6) π⑺ π(8) π⑼ 18 17 16 15 14 13 12 11 4 10 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 9 8 3 2 7 6 5 1 19 0 已對16QAM (2)而被次佳化的置換函數之間的關係 π⑼ π(1) π(2) π(3) π⑷ π(5) π(6) π⑺ π(8) π(0) 18 17 16 15 14 13 12 11 4 10 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 9 8 7 3 2 1 6 5 19 0 巳對ί >4QAM(2)而被次佳化的置換函數之問u ]關係 π(0) π(1) π(2) π(3) π⑷ ‘ π(5) π⑹ π(7) τζ(8) 7r(Q) 18 17 16 4 15 14 13 π(16) 6 12 5ΪΪΓ 5 Ή*7/ 11 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) 1 _3_ ττ(18) 19 10 9 7 _π(19)_ 0 其中π是指出所述縮短圖案的置換函數。 15. 如申％專利㈣第12項所述的在使用低密度同位 檢查(LDPC)碼的通信系統中用來對通道編碼的裝置，其中 所述調變方錢_扁，料長妓16雇 二：，短的資訊行群之序列是18，17，16，15，14，13, 以，11，4，10,9,8,7,3,2，1，^"#。。 16. 如申請專利範圍第12項所述的在使用低密度同位 43 201004157 JWOUUii. 檢查(LDPC)·通⑽統中用來對通道 所述調變方案是64-QAM，蝎字長声3 1的裝置，其中 是7200,已雜的資訊行群之序^^ 200且資訊長度 17.如申請專利範圍第12項所 當最終資财衫於糾行群 ^ -中 所述資訊字時，則所述縮短圖案應用二== 的 碼進行另外的行縮短。 C 18. 如中請專·圍第17項所述的在使祕密 檢查(LDPQ碼的通信系統巾用來騎道編碼的裝置，其中 所述另外的行縮短是由達成所述另外的行縮短的行群 之前方或後方來進行。 19. 一種在通信系統中使用低密度同位檢查(LDpc^^ 來對通道編碼的裝置，所述通信系統包括同位檢查矩陣萃 取器、縮短圖案應用器和LDPC編碼器，所述裝置包括： 藉由所述縮短圖案應用器，以依據下表所示之縮短圖 案來進行一種行群至行群之縮短，其中調變方案是 16-QAM · π⑼ π(1) 71(2) π(3) π⑷ π(5) π(6) π(7) π(8) π(0) 18 17 16 15 14 13 12 11 4 10 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 9 8 7 3 2 1 6 5 19 0 其中π是置換函數。 20. —種在使用低密度同位檢查(LDPC)碼的通信系統 44 201004157 中用來對通道編碼的裝置，所述裝置包括： 同位檢查矩陣萃取器，用來決定傳送符碼用的調變方 案，將所述LDPC碼的同位檢查矩陣中的資訊字所對應的 行劃分成多個行群，且對所述多個行群進行分階； 細短圖案應用器，決定期望藉由縮短所述資訊字而獲 得的最終資訊字之範圍，以及基於所述最終資訊字之範 圍’以便依據在考慮所述已決定的調變方案時所決定的縮 短圖案來對所述資訊字之已分階的行群進行一種行群至行 群的縮短；以及 LDPC編碼器，其對所述已縮短的資訊字進行LDpc 編碼， 其中當所述調變方案是64-QAM，碼字長度是16200 且資訊長度是7200時，所述縮短圖案由下表來定義·· 已對64QAM⑺而被次佳化的置換函數之間的關係 π⑼ π(1) π(2) π(3) π⑷ π(5) π⑹ π(7) π(8) π(9) 18 17 16 4 15 14 13 12 3 11 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 10 9 2 8 7 1 6 5 19 0 其中π是指出所述縮短圖案的置換函數。 21. —種在通信系統中使用低密度同位檢查(LDP c)碼 來對通道編碼的方法，所述通信系統包括同位檢查矩陣萃 取器、縮短圖案應用器和LDPC編碼器’所述方法包括： 決定用來傳送符碼的調變方案； 依據已決定的所述調變方案，以使用不同的縮短圖案 來對所述LDPC碼之同位檢查矩陣中的資訊字進行縮短； 對所述已縮短的資訊字進行LDPC編碼； 45 201004157 其中所述不同的縮短圖案包括下表所定義的縮短圖 案： _ 已對BPSK/QPSK(2)而被次佳化的置換函數之間的關係 π⑼ π(1) 7t⑵ π⑶ π⑷ π(5) π⑹ π(7) π(8) π⑼ 18 17 16 15 14 13 12 11 4 10 π(10) 7t(ll) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 9 8 3 2 7 6 5 1 19 0 已對16QAM (2)而被次佳化的置換函數之間的關係 π⑼ π⑴ π⑵ π(3) π⑷ π(5) π(6) π(7) π⑻ π⑼ 18 17 16 15 14 13 12 11 4 10 π(10) 1 π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π⑽ π(19) 9 8 7 3 2 1 6 5 19 0 已對64QAM (2)而被次佳化的置換函數之間的關係 π(0) π⑴ π⑵ π⑶ π⑷ π(5) π⑹ π(7) π(8) π⑼ 18 17 16 4 15 14 13 12 3 11 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 10 9 2 8 7 1 6 5 19 0 其中π是指出所述縮短圖案的置換函數。 22. 如申請專利範圍第21項所述的在通信系統中使用 低密度同位檢查(LDPC)碼來對通道編碼的方法，其中在決 定所述縮短圖案時須考慮包含在調變符碼中的位元之可靠 度以及可變節點的程度。 23. 如申請專利範圍第21項所述的在通信系統中使用 低密度同位檢查(LDPC)碼來對通道編碼的方法，其中所述 調變方案是16，QAM，碼字長度是16汕〇且資訊長度是 7200,已縮短的資訊行群之序列是18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, n，4, 10,9,8,7, 3,2, 1,6,5, 19和 0。 24. 如申請專利範圍第21項所述的在通信系統中使用 46 201004157 J VO ± 低密度同位檢查(LDPC)碼來對通道編碼的方法’其中所述 調變方案是64-QAM，碼字長度是162〇〇且資訊長度是 7200，已縮短的資訊行群之序列是18, 17, 16, 4, 15, 14, 13, 12, 3, 11，1〇, 9, 2, 8, 7,1，6, 5, 19 和 〇。 25. —種在通信系統中使用低密度同位檢查(LDpc)碼 來對通道解碼的方法，所述通信系統包括縮短圖案估測器 和解碼器，所述方法包括： 對由發射器所傳送的信號進行解調； 在已解調的信號中決定是否存在至少一已縮短的位 元； 當存在至少一已縮短的位元時，藉由對與縮短圖案有 關的資訊進行估測來決定所述至少一已縮短的位元之位 置；以及 使用所述已縮短的位元之已決定的位置來對資料進 解碼； 、 其中所述縮短圖案是在考慮調變方案時被決定。 26. 如申請專利範圍第25項所述的在通信系統中使用 低密度同位檢查(LDPC)碼來對通道解碼的方法，其中在決 定所述縮短圖案時須考慮包含在調變符碼中的位元之可靠 度以及可變節點的程度。 27·如申請專利範圍第25項所述的在通信系統中使用 低密度同位檢查(LDPC)碼來對通道解碼的方法，其中所述 調變方案是16-QAM，碼字長度是162〇〇且資訊長度是 72〇〇 ’已縮短的資訊位元之位置值包括18，17，16, 15 μ 47 201004157. •J U i μι_χ 13, 12, 11，4, 10, 9, 8, 7, 3, 2, 1, 6, 5, 19 和 0。 28. 如申請專利範圍第25項所述的在通信系統中使用 低密度同位檢查(LDPC)碼來對通道解碼的方法，其中所述 調變方案是64-QAM，碼字長度是16200且資訊長度是 7200,已縮短的資訊位元之位置值包括18, 17, 16, 4, 15, 14, 13, 12, 3, 11，10, 9, 2, 8, 7，1，6, 5, 19 和 〇。 29. —種在通信系統中使用低密度同位檢查(LDPC)碼 來對通道解碼的方法，所述通信系統包括縮短圖案估測器 和解碼器，所述方法包括： 使用基於縮短圖案而縮短的位元之已決定的位置，以 所述解碼器來對資料進行解碼， 其中所述縮短圖案是在考慮調變方案時被決定，且當 所述調變方案是16-QAM，碼字長度是16200且資訊長度 述縮短圖案是由下表來定義: (2)而被次佳化的置換函數之間的關係 π⑼ 18 -π(1) 17 16 一 π(3) 15 _Mf)_ 14 ——π(5) 13 π⑹ 12 π⑺ 11 π(8) 4 …π⑼ 10 π(10) 71(11) _X12)_ π(13) π(14) π(15) π(16) η(17) πΠ8ν τγ( 1 9 8 7 --------J 3 2 1 6 5 ix,\ α u/ 19 0 其中π是置換函數。 30. 一種在通信系統中使用低密度同位檢查(LDpc)碼 來對通道解細方法，所料㈣統包括縮姻案估測器 和解碼器，所述方法包括： 使用基於縮短圖案而縮短的位元之已決定的位置，以 所述2碼n來對資料進㈣碼， /、中所述縮短圖案是在考慮調變方案時被決定，且當 48 201004157 Λ- 所述調變方案是64-QAM，碼字長度是162〇〇且資訊長度 是7200時，所述縮短圖案是由下表來定義：_ ~~~~~~而被置換&數之問的關後 π(〇) π(1) π(2) π(3) π⑷ π⑸ π⑹ π(7) π(8) π(9) 18 17 16 4 15 14 13 12 3 11 π(1〇) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 10 9 2 8 7 Γ 1 6 5 19 0 其中π是置換函數。 31 · —種在使用低密度同位檢查(LDP C)碼的通信系統 中用來對通道解碼的裝置，所述裝置包括： 縮短圖案估測器，其藉由對與縮短圖案有關的資訊之 估測來決定至少一已縮短的位元之位置； 解碼器，使用所述已縮短的位元之已決定的所述位置 來對資料進行解碼； 其中所述縮短圖案是在考慮調變方案時被決定。 32. 如申請專利範圍第31項所述的在使用低密度同位 檢查(LDPC)碼的通信系統中用來對通道解碼的裝置，其中 在決定所述縮短圖案時須考慮包含在調變符碼中的位元之 可靠度以及可變節點的程度。 33, 如申请專利範圍第31項所述的在使用低密度同位 檢查(LDPC)碼的通信系統中用來對通遒解碼的裝置，其中 所述LDPC碼的碼字長度是16200且資訊長度是7200，所 述縮短圖案是由下表所定義的多個不同之縮短圖案中還 取·· 49 201004157 L^yJLl. 已對BPSK7QPSK (2)而被次佳化的置換函數之間的關係 π(〇) π(1) η(2) π(3) π⑷ π(5) π⑹ π⑺ π⑻ π⑼ 18 17 16 15 14 13 12 11 4 10 71(10) 71(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 9 8 3 2 7 6 5 1 19 0 已對16QAM⑵而被次佳化的置換函數之間的關係 π(0) π⑴ π⑵ π(3) π⑷ π(5) π⑹ π⑺ π⑻ π⑼ 18 17 16 15 14 13 12 11 4 10 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 9 8 7 3 2 1 6 5 19 0 匕對64QAM⑵而被次隹化的置換函數之間的關係 π(0) π⑴ π(2) π(3) π⑷ π(5) π(6) π⑺ π⑻ π⑼ 18 17 16 4 15 14 13 12 3 11 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 10 9 2 8 7 1 6 5 19 0 其中π是指出所述縮短圖案的置換函數。 34·如申請專利範圍第31項所述的在使用低密度同位 檢查(LDPC)碼的通信系統中用來對通道解碼的裝置，其中 所述調變方案是16-QAM，碼字長度是16200且資訊長度 是7200,已縮短的資訊位元之位置值包括18, 17, 16, 15, 14 13, 12, 1上 4，10, 9, 8, 7, 3, 2, 1, 6, 5, 19 和 0。 35.如申請專利範圍第31項所述的在使用低密度同位 檢查(LDPC)碼的通信系統中用來對通道解碼的裝置，其中 所述調變方案是64-QAM，碼字長度是162〇〇且資訊長度 是7200,已縮短的資訊位元之位置值包括18, 17, 16, 4, 14, 13, 12, 3, 11，1〇, 9, 2, 8, 7,1, 6, 5, 19 和 0。 36· —種在使用低密度同位檢查(LDpC)碼的通信系統 50 201004157 ^ A 中用來對通道解碼的裝置，所述裝置包括： ^器’其使用基於縮短圖案而縮短的位元之已決定 的位置來對資料進行解碼， 、其中所述驗圖案是在考慮輕方案時被決定，且當 所述調&案是16_qAM ’辦長度是〗且資訊長度 表來定義： 已對] 表來定義： 化的置換函數之間的關伤 π⑼ π(1) π(2) π⑶ π⑷ πί5) ττί"6、 Τγ(Ί\ 18 17 16 15 14 13 12 1 1 4 7tVu/ 10 π(1〇) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 9 8 7 3 2 1 6 5 19 0 其中π是置換函數。 37. —種在使用低密度同位檢查(LDpc)碼的通信系統 中用來對通道解碼的裝置，所述裝置包括： 解碼器’其使用基於縮短圖案而縮短的位元之已決定 的位置來對資料進行解碼， 其中所述縮短圖案是在考慮調變方案時被決定，且當 所述調變方案是64-QAM，碼字長度是16200且資訊長度 是7200時’所述縮短圖案是由下表來定義： 已對64QAM (2)而被次佳化的置換函數之間的關係 π(〇) π(1) 71⑵ π(3) π⑷ π(5) π⑹ π⑺ π(8) π⑼ 18 17 16 4 15 14 13 12 3 11 π(10) π(11) π(12) π(13) π(14) π(15) π(16) π(17) π(18) π(19) 10 9 2 8 7 1 6 5 19 0 其中π是置換函數。 51