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JP2009005204A - Matrix generation method, matrix generation device, and encoding / decoding device - Google Patents

Matrix generation method, matrix generation device, and encoding / decoding device Download PDF

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JP2009005204A
JP2009005204A JP2007165810A JP2007165810A JP2009005204A JP 2009005204 A JP2009005204 A JP 2009005204A JP 2007165810 A JP2007165810 A JP 2007165810A JP 2007165810 A JP2007165810 A JP 2007165810A JP 2009005204 A JP2009005204 A JP 2009005204A
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JP
Japan
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matrix
parity check
modified
sparse
row
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Application number
JP2007165810A
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Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Kuwabara
一郎 桑原
Hirotaka Ochi
浩隆 越智
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a matrix generation method, a matrix generation device, and an encoding and decoding device for generating a matrix for constituting an LDPC (low density parity check) code of which an encoding circuit and decoding circuit are structured simply. <P>SOLUTION: The method includes a step S101 for setting a parameter of the LDPC code, a step S102 for generating a sparse matrix based on the set parameter, a step S103 for generating a modified sparse matrix by mod2-operating a specific line in the sparse matrix, a step S104 for generating a parity check matrix by using the modified sparse matrix and unit matrix, and a step S105 for generating a modified parity check matrix by mod2-operating a specific line of the parity check matrix. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、LDPC符号の符号化及び復号化に用いる行列生成方法、行列生成装置及び符号化復号化装置に関するものである。   The present invention relates to a matrix generation method, a matrix generation apparatus, and an encoding / decoding apparatus used for encoding and decoding of an LDPC code.

近年、シャノン限界に迫る誤り率特性を達成できる誤り訂正符号としてLDPC(Low Density Parity Check)符号が注目され、盛んに研究されている。LDPC符号は、非常に疎なパリティ検査行列に基づいて生成される線形符号である。疎な行列とは、行列内の非零要素が非常に少ない行列のことを意味する。図22にLDPC符号のパリティ検査行列の例を示す。図22のように、行列を構成する要素として1の数が0の数に比べて非常に少ないことから、LDPC符号は低密度パリティ検査符号と呼ばれる。LDPC符号の復号性能を決定するパラメータとしては、行方向の1の数を定めた行重みと列方向の1の数を定めた列重みとがある。行重みは、1つのパリティ検査符号を構成するビットの数、列重みは、1つのビットがパリティ検査符号の要素ビットとして何回利用されているかを表している。   In recent years, LDPC (Low Density Parity Check) codes have attracted attention and are actively studied as error correction codes that can achieve error rate characteristics approaching the Shannon limit. The LDPC code is a linear code generated based on a very sparse parity check matrix. A sparse matrix means a matrix with very few non-zero elements in the matrix. FIG. 22 shows an example of a parity check matrix of an LDPC code. As shown in FIG. 22, since the number of 1s constituting the matrix is much smaller than the number of 0s, the LDPC code is called a low density parity check code. The parameters that determine the decoding performance of the LDPC code include a row weight that determines the number of 1s in the row direction and a column weight that determines the number of 1s in the column direction. The row weight indicates the number of bits constituting one parity check code, and the column weight indicates how many times one bit is used as an element bit of the parity check code.

図22のパリティ検査行列は、各行の1の数が4、各列の1の数が3であるので、このパリティ検査行列からなるLDPC符号は行重みが4、列重みが3のLDPC符号であることがわかる。LDPC符号の符号化方法としては、一般的に図22のような疎なパリティ検査行列に対してガウス消去法等を用いて系列変換を行い、図23に示すようなLDPC符号を生成するための生成行列を生成し、この生成行列を用いて符号化する方法が用いられる場合が多い。しかし、この方法を用いた場合、元のパリティ検査行列は疎な行列であっても、系列変換を行って生成された生成行列は密な行列となるため、符号化回路の構造が複雑になってしまうという問題がある。   Since the number of 1s in each row is 4 and the number of 1s in each column is 3 in the parity check matrix of FIG. 22, the LDPC code composed of this parity check matrix is an LDPC code having a row weight of 4 and a column weight of 3. I know that there is. As an LDPC code encoding method, generally, a sparse parity check matrix as shown in FIG. 22 is subjected to sequence conversion using a Gaussian elimination method or the like to generate an LDPC code as shown in FIG. A method of generating a generator matrix and encoding using the generator matrix is often used. However, when this method is used, even if the original parity check matrix is a sparse matrix, the generation matrix generated by performing the sequence conversion becomes a dense matrix, which complicates the structure of the encoding circuit. There is a problem that it ends up.

この問題を解決する方法として、構造化された行列を用いて生成行列及びパリティ検査行列を構成する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載された方法を用いれば、符号化回路及び復号化回路の構造が簡単になるといった利点がある。
特開2005−340920号公報
As a method for solving this problem, a method of constructing a generator matrix and a parity check matrix using a structured matrix has been proposed (for example, see Patent Document 1). If the method described in Patent Document 1 is used, there is an advantage that the structure of the encoding circuit and the decoding circuit is simplified.
JP 2005-340920 A

しかしながら、前記従来の方法では、パリティ検査行列の一部を予め単位行列にしていることによりパリティビットの列重みが全て1となるため、復号性能が大幅に悪くなるという課題を有していた。   However, the conventional method has a problem that the decoding performance is greatly deteriorated because all the column weights of the parity bits are 1 because a part of the parity check matrix is made a unit matrix in advance.

本発明は、従来の課題を解決するもので、復号性能の低下を緩和しつつ構造が簡単となるLDPC符号を構成できる行列を生成する行列生成方法、行列生成装置及び符号化復号化装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the conventional problems, and provides a matrix generation method, a matrix generation apparatus, and an encoding / decoding apparatus for generating a matrix capable of forming an LDPC code with a simple structure while alleviating a decrease in decoding performance. The purpose is to do.

前記従来の課題を解決するために、本発明の行列生成方法は、LDPC符号の符号化及び復号化を行うための行列を生成する行列生成方法であって、LDPC符号のパラメータを設定するステップと、設定された前記パラメータに基づいて疎行列を生成するステップと、前記疎行列の特定の行をmod2演算して修正疎行列を生成するステップと、前記修正疎行列と単位行列を用いてパリティ検査行列を生成するステップと、前記パリティ検査行列の特定の行をmod2演算して修正パリティ検査行列を生成するステップとを含むことを特徴としたものである。   In order to solve the above-described conventional problems, a matrix generation method of the present invention is a matrix generation method for generating a matrix for encoding and decoding an LDPC code, comprising: setting parameters of an LDPC code; A step of generating a sparse matrix based on the set parameters, a step of generating a modified sparse matrix by performing a mod2 operation on a specific row of the sparse matrix, and a parity check using the modified sparse matrix and the unit matrix The method includes a step of generating a matrix and a step of generating a modified parity check matrix by performing a mod2 operation on a specific row of the parity check matrix.

さらに本発明の行列生成方法は、LDPC符号の符号化及び復号化を行うための行列を生成する行列生成方法であって、LDPC符号のパラメータを設定するステップと、設定されたパラメータに基づいて疎行列を生成するステップと、前記疎行列の特定の列をmod2演算して修正疎行列を生成するステップと、前記修正疎行列の転置行列と単位行列を用いてパリティ検査行列を生成するステップと、前記パリティ検査行列内にある前記特定の列に対応する特定の行をmod2演算して修正パリティ検査行列を生成するステップとを含むことを特徴としたものである。   Furthermore, the matrix generation method of the present invention is a matrix generation method for generating a matrix for encoding and decoding an LDPC code, and includes a step of setting parameters of the LDPC code and a sparseness based on the set parameters. Generating a matrix; generating a modified sparse matrix by performing a mod2 operation on a specific column of the sparse matrix; generating a parity check matrix using a transposed matrix and a unit matrix of the modified sparse matrix; And generating a modified parity check matrix by performing a mod2 operation on a specific row corresponding to the specific column in the parity check matrix.

さらに本発明の行列生成装置は、LDPC符号の符号化及び復号化を行うための行列を生成する行列生成装置であって、疎行列を生成する疎行列生成部と、前記疎行列の特定の行をmod2演算して修正疎行列を生成する第1の行加算部と、前記修正疎行列と単位行列を用いてパリティ検査行列を生成する第1のパリティ検査行列生成部と、前記パリティ検査行列の特定の行をmod2演算して修正パリティ検査行列を生成する第2の行加算部と、前記疎行列生成部にパラメータを設定するパラメータ設定部とを含むことを特徴としたものである。   Furthermore, the matrix generation device of the present invention is a matrix generation device that generates a matrix for encoding and decoding an LDPC code, and includes a sparse matrix generation unit that generates a sparse matrix, and a specific row of the sparse matrix. A first row addition unit that generates a modified sparse matrix by performing a mod2 operation, a first parity check matrix generation unit that generates a parity check matrix using the modified sparse matrix and a unit matrix, and a parity check matrix It includes a second row addition unit that generates a modified parity check matrix by performing a mod2 operation on a specific row, and a parameter setting unit that sets parameters in the sparse matrix generation unit.

さらに本発明の行列生成装置は、LDPC符号の符号化及び復号化を行うための行列を生成する行列生成装置であって、疎行列を生成する疎行列生成部と、前記疎行列の特定の列をmod2演算して修正疎行列を生成する列加算部と、前記修正疎行列の転置行列と単位行列を用いてパリティ検査行列を生成する第2のパリティ検査行列生成部と、前記パリティ検査行列内にある前記特定の列に対応する特定の行をmod2演算して修正パリティ検査行列を生成する第2の行加算部と、前記疎行列生成部にパラメータを設定するパラメータ設定部とを含むことを特徴としたものである。   Furthermore, the matrix generation device of the present invention is a matrix generation device that generates a matrix for encoding and decoding an LDPC code, and a sparse matrix generation unit that generates a sparse matrix, and a specific column of the sparse matrix A column addition unit that generates a modified sparse matrix by performing a mod2 operation, a second parity check matrix generation unit that generates a parity check matrix using a transposed matrix and a unit matrix of the modified sparse matrix, and a parity check matrix A second row addition unit that generates a modified parity check matrix by performing a mod2 operation on a specific row corresponding to the specific column, and a parameter setting unit that sets a parameter in the sparse matrix generation unit. It is a feature.

さらに行列生成装置において、前記修正疎行列の転置行列と単位行列を用いて生成行列を生成する生成行列生成部をさらに有することを特徴としたものである。   Further, the matrix generation device further includes a generation matrix generation unit that generates a generation matrix using a transposed matrix and a unit matrix of the modified sparse matrix.

さらに行列生成装置において、前記修正疎行列と単位行列を用いて生成行列を生成する生成行列生成部をさらに有することを特徴としたものである。   Further, the matrix generation device further includes a generation matrix generation unit that generates a generation matrix using the modified sparse matrix and the unit matrix.

さらに行列生成方法において、前記修正疎行列を生成するステップにおいて、1つの行に対して複数の行をmod2加算し、前記修正パリティ検査行列を生成するステップにおいて、前記1つの行に対して前記複数の行をmod2加算することを特徴としたものである。   Further, in the matrix generation method, in the step of generating the modified sparse matrix, a plurality of rows are mod2 added to one row, and in the step of generating the modified parity check matrix, the plurality of rows are generated for the one row. This is characterized in that mod 2 is added to the line.

さらに行列生成方法において、前記修正疎行列を生成するステップにおいて、1つの列に対して、複数の列をmod2加算し、前記修正パリティ検査行列を生成するステップにおいて、前記1つの列に対応する行に対して前記複数の列に対応する複数の行をmod2加算することを特徴としたものである。   Further, in the matrix generation method, in the step of generating the modified sparse matrix, a plurality of columns are mod2 added to one column, and in the step of generating the modified parity check matrix, a row corresponding to the one column is generated. In contrast, mod2 is added to a plurality of rows corresponding to the plurality of columns.

さらに行列生成方法において、前記修正疎行列を生成するステップにおいて、1つの行を複数の行にmod2加算し、前記修正パリティ検査行列を生成するステップにおいて、前記1つの行を前記複数の行にmod2加算することを特徴としたものである。   Further, in the matrix generation method, in the step of generating the modified sparse matrix, one row is mod2 added to a plurality of rows, and in the step of generating the modified parity check matrix, the one row is mod2 to the plurality of rows. It is characterized by adding.

さらに行列生成方法において、前記修正疎行列を生成するステップにおいて、1つの列を複数の列にmod2加算し、前記修正パリティ検査行列を生成するステップにおいて、前記1つの列に対応する行を前記複数の列に対応する複数の行にmod2加算することを特徴としたものである。   Further, in the matrix generation method, in the step of generating the modified sparse matrix, one column is mod2 added to a plurality of columns, and in the step of generating the modified parity check matrix, the row corresponding to the one column is the plurality of columns. This is characterized in that mod2 is added to a plurality of rows corresponding to the columns.

さらに本発明の符号化復号化装置において、請求項3に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成されたパリティ検査行列を用いてLDPC符号語を生成するLDPC符号化回路と、請求項3に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成された修正パリティ検査行列を用いて前記LDPC符号語の復号を行うLDPC復号化回路とを有することを特徴としたものである。   Furthermore, in the encoding / decoding device of the present invention, an LDPC encoding circuit that generates an LDPC codeword using a parity check matrix generated in advance by the matrix generation device according to claim 3, and a matrix according to claim 3. And an LDPC decoding circuit that decodes the LDPC codeword using a modified parity check matrix generated in advance by a generation device.

さらに本発明の符号化復号化装置において、請求項5に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成された生成行列を用いてLDPC符号語を生成するLDPC符号化回路と、請求項3に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成された修正パリティ検査行列を用いて前記LDPC符号語の復号を行うLDPC復号化回路とを有することを特徴としたものである。   Furthermore, in the encoding / decoding apparatus of the present invention, an LDPC encoding circuit that generates an LDPC codeword using a generation matrix generated in advance by the matrix generation apparatus according to claim 5, and a matrix generation according to claim 3 And an LDPC decoding circuit that decodes the LDPC codeword using a modified parity check matrix generated in advance by the apparatus.

さらに本発明の符号化復号化装置において、請求項4に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成されたパリティ検査行列を用いてLDPC符号語を生成するLDPC符号化回路と、請求項4に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成された修正パリティ検査行列を用いて前記LDPC符号語の復号を行うLDPC復号化回路とを有することを特徴としたものである。   Furthermore, in the encoding / decoding device of the present invention, an LDPC encoding circuit that generates an LDPC codeword using a parity check matrix generated in advance by the matrix generation device according to claim 4, and a matrix according to claim 4 And an LDPC decoding circuit that decodes the LDPC codeword using a modified parity check matrix generated in advance by a generation device.

さらに本発明の符号化復号化装置において、請求項6に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成された生成行列を用いてLDPC符号語を生成するLDPC符号化回路と、請求項4に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成された修正パリティ検査行列を用いて前記LDPC符号語の復号を行うLDPC復号化回路とを有することを特徴としたものである。   Furthermore, in the encoding / decoding apparatus of the present invention, an LDPC encoding circuit that generates an LDPC codeword using a generation matrix generated in advance by the matrix generation apparatus according to claim 6, and a matrix generation according to claim 4 And an LDPC decoding circuit that decodes the LDPC codeword using a modified parity check matrix generated in advance by the apparatus.

本発明の行列生成方法、行列生成装置及び符号化復号化装置によれば、復号性能の低下を緩和しつつ構造が簡単となるLDPC符号を提供することができる。   According to the matrix generation method, the matrix generation apparatus, and the encoding / decoding apparatus of the present invention, it is possible to provide an LDPC code that has a simple structure while alleviating a decrease in decoding performance.

以下に、本発明の行列生成方法、行列生成装置及び符号化復号化装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。   Embodiments of a matrix generation method, a matrix generation apparatus, and an encoding / decoding apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
まず、行列生成方法について説明する。図1は、本発明の実施の形態1における行列生成方法の手順を示したフローチャートである。
(Embodiment 1)
First, the matrix generation method will be described. FIG. 1 is a flowchart showing a procedure of a matrix generation method according to Embodiment 1 of the present invention.

図1において、まず、パラメータ設定ステップS101において、LDPC符号のパラメータが設定される。次に、疎行列生成ステップS102において、パラメータ設定ステップS101で設定されたパラメータに基づいて、0を多く含み、1を少量しか含まない疎行列Qが生成される。そして、第1の行加算ステップS103において、疎行列Qの所定の行が別の所定の行にmod2で加算され、修正疎行列Qが生成される。次に、第1のパリティ検査行列生成ステップS104において、修正疎行列Qと単位行列Iを用いてパリティ検査行列Hが生成される。そして、第2の行加算ステップS105において、パリティ検査行列Hの前記所定の行が前記別の所定の行にmod2で加算され、修正パリティ検査行列Hが生成される。 In FIG. 1, first, parameters of an LDPC code are set in a parameter setting step S101. Then, in a sparse matrix generation step S102, based on the parameters set in the parameter setting step S101, rich in 0, sparse matrix Q 1 containing only a small amount of 1 is generated. Then, in the first row addition step S103, a predetermined row of the sparse matrix Q 1 is are added in mod2 to another given row, it is corrected sparse matrix Q 2 is generated. Then, the first parity check matrix generating step S104, the parity check matrix H 1 is generated using a modified sparse matrix Q 2 and the unit matrix I M. Then, in the second row addition step S105, the predetermined row in the parity-check matrix H 1 is added in mod2 to the another predetermined line, fixes the parity check matrix H 2 are produced.

以下、これらの各ステップについて詳細に説明する。まず、パラメータ設定ステップS101では、生成すべきLDPC符号のパラメータが設定される。ここで設定されるパラメータは、LDPC符号の符号語長N、情報ビット長L、パリティビット長Mである。例えば、ここでは、N=35、L=20、M=15と定義する。これにより、以下では情報ビット20ビット、パリティビット15ビットから成る符号語長35ビットのLDPC符号語を生成及び復号するための行列を生成することになる。   Hereinafter, each of these steps will be described in detail. First, in the parameter setting step S101, parameters of the LDPC code to be generated are set. The parameters set here are the code word length N, the information bit length L, and the parity bit length M of the LDPC code. For example, here, N = 35, L = 20, and M = 15 are defined. As a result, a matrix for generating and decoding an LDPC codeword having a codeword length of 35 bits including 20 information bits and 15 parity bits is generated below.

次に、疎行列生成ステップS102では、パラメータ設定ステップS101で設定されたパラメータに基づいて、0を多く含み、1を少量しか含まない疎行列Qが生成される。本実施の形態1では、疎行列Qとして正方行列の組み合わせから成る構造化された行列を生成する場合について説明する。まずP行P列の正方行列Fを定義する。例えば、P行P列の正方行列Fを数1のような行列とし、P=5とした場合、正方行列Fは数2のような行列となる。 Next, in a sparse matrix generation step S102, based on the parameters set in the parameter setting step S101, rich in 0, sparse matrix Q 1 containing only a small amount of 1 is generated. In the first embodiment, the case of generating a structured matrix composed of a combination of a square matrix as sparse Q 1. First, a square matrix F of P rows and P columns is defined. For example, when a square matrix F of P rows and P columns is a matrix such as Equation 1, and P = 5, the square matrix F is a matrix such as Equation 2.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

Figure 2009005204
Figure 2009005204

また、正方行列Fのべき乗F、F、F、Fはそれぞれ数3から数6のようになる。 Further, the powers F 2 , F 3 , F 4 , and F 5 of the square matrix F are expressed by Equations 3 to 6, respectively.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

Figure 2009005204
Figure 2009005204

Figure 2009005204
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Figure 2009005204
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すなわち、Fが単位行列となるため、正方行列Fの任意のべき乗FはF(n mod 5)で表現することができる。次に、正方行列Fを用いてM行L列の構造化された疎行列Qが生成される。今、パラメータ設定ステップS101において、L=20、M=15が定義されているので、疎行列Qは15行20列の行列となるが、正方行列Fは5行5列の行列で定義されているため、正方行列Fと同様の行列を行方向に3つ、列方向に4つ並べることにより15行20列の疎行列Qを生成することができる。例えば、正方行列Fをべき乗したものを数7のように並べた場合、疎行列Qは図2のようになる。 That is, since F 5 is a unit matrix, an arbitrary power F n of the square matrix F can be expressed by F (n mod 5) . Next, a structured sparse matrix Q 1 having M rows and L columns is generated using the square matrix F. Now, in the parameter setting step S101, since L = 20, M = 15 is defined, sparse matrix Q 1 is becomes a 15 row 20 column matrix, a square matrix F is defined by a matrix of five rows and five columns and for which, three in a row direction the same matrix and the square matrix F, it is possible to generate a sparse matrix to Q 1 15 rows 20 columns by four arranged in the column direction. For example, when the powers of the square matrix F are arranged as shown in Equation 7, the sparse matrix Q 1 is as shown in FIG.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

次に、第1の行加算ステップS103では、疎行列Qの所定の行が別の所定の行にmod2で加算され、修正疎行列Qが生成される。但し、ここで、加算する行と加算される行はそれぞれ何行分であっても構わない。例えば、1行目を4行目に加算するだけでも良いし、それに加えて2行目を5行目、3行目を6行目に加算するといった様に複数行分を加算するようにしても構わない。また、複数の行を1つの行に加算するようにしても構わないし、1つの行を複数の行に加算するようにしても構わない。例えば、1行目と2行目を3行目に加算するようにしても構わないし、1行目を2行目と3行目に加算するようにしても構わない。ここでは、例として疎行列Qの1行目を11行目、2行目を12行目、3行目を13行目、4行目を14行目、5行目を15行目に加算するものとする。そうすると、修正疎行列Qは図3のようになる。なお、修正疎行列Qは、構造化された疎行列Qの行同士を足し合わせただけのものであるので、これもまた構造化された行列となる。 Then, in the first row addition step S103, a predetermined row of the sparse matrix Q 1 is are added in mod2 to another given row, it is corrected sparse matrix Q 2 is generated. However, here, any number of lines may be added and added. For example, it is possible to add only the first line to the fourth line, and in addition to that, add a plurality of lines such as adding the second line to the fifth line and the third line to the sixth line. It doesn't matter. Further, a plurality of rows may be added to one row, or a single row may be added to a plurality of rows. For example, the first and second lines may be added to the third line, or the first line may be added to the second and third lines. Here, as an example, the first row of the sparse matrix Q 1 is the 11th row, the 2nd row is the 12th row, the 3rd row is the 13th row, the 4th row is the 14th row, the 5th row is the 15th row It shall be added. Then, modified sparse matrix Q 2 is composed as shown in FIG. Note that the modified sparse matrix Q 2 is simply a combination of the rows of the structured sparse matrix Q 1 , so this is also a structured matrix.

次に、第1のパリティ検査行列生成ステップS104では、数8の式に則ってパリティ検査行列Hが生成される。 Next, the first parity check matrix generating step S104, the parity check matrix H 1 is generated in accordance with the formula C 8.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

但し、数8中のIはM行M列の単位行列である。今、M=15が定義されているので、Iは15行15列の単位行列となる。また、修正疎行列Qは図3で定義されているので、パリティ検査行列Hは図4のようになる。図4において、各行がそれぞれ独立したパリティ検査条件を示している。このようにして生成されたパリティ検査行列Hは、LDPC符号化に用いられるものとする。パリティ検査行列Hを用いたLDPC符号化の方法については後ほど詳しく説明する。 However, I M in Equation 8 is a unit matrix of M rows and M columns. Now, since the M = 15 is defined, I M is the identity matrix of 15 rows and 15 columns. Also, modifications sparse matrix Q 2 is therefore defined in FIG. 3, a parity check matrix H 1 is as shown in FIG. In FIG. 4, each row shows an independent parity check condition. Such parity-check matrix H 1 generated in the shall be used in LDPC coding. Will be described in detail later on how the LDPC encoding using parity check matrix H 1.

次に、第2の行加算ステップS105では、パリティ検査行列Hの前記所定の行が前記別の所定の行にmod2で加算され、修正パリティ検査行列Hが生成される。すなわち、第1の行加算ステップS103では、図2の疎行列Qの1行目を11行目、2行目を12行目、3行目を13行目、4行目を14行目、5行目を15行目に加算していたため、ここでは、図4のパリティ検査行列Hの1行目を11行目、2行目を12行目、3行目を13行目、4行目を14行目、5行目を15行目に加算するものとする。そうすると、図5のような行列が生成される。パリティ検査行列中の行同士をmod2で加算してできた行もパリティ検査条件を満たすことは一般的に知られているため、図5の行列もまたパリティ検査行列となっている。従って、図5の行列を修正パリティ検査行列Hと定義する。このようにして生成された修正パリティ検査行列Hは、LDPC復号化に用いられるものとする。修正パリティ検査行列Hを用いたLDPC復号化の方法については後ほど詳しく説明する。 Next, in the second row addition step S105, the predetermined row in the parity-check matrix H 1 is added in mod2 to the another predetermined line, fixes the parity check matrix H 2 are produced. That is, in the first row addition step S103, 1 row line 11 of a sparse matrix to Q 1 2, line 12 to the second row, the third row of the 13th line, the 14 line 4 row , because it was added to 5 row line 15, where the first row line 11 in the parity-check matrix H 1 of FIG. 4, line 12 to line 2, the line 13 the third row, The 4th line is added to the 14th line and the 5th line is added to the 15th line. Then, a matrix as shown in FIG. 5 is generated. Since it is generally known that a row formed by adding rows in the parity check matrix with mod 2 also satisfies the parity check condition, the matrix in FIG. 5 is also a parity check matrix. Therefore, to define a matrix of Figure 5 with modified parity check matrix H 2. Such modifications parity check matrix H 2 generated in the shall be used in the LDPC decoding. Will be described in detail later on how the LDPC decoding using the modified parity check matrix H 2.

以上の方法により、符号化用のパリティ検査行列Hと復号化用の修正パリティ検査行列Hを生成することができる。 By the above method, it is possible to produce a modified parity check matrix of H 2 for decoding the parity-check matrix H 1 of the for coding.

次に、パリティ検査行列Hと修正パリティ検査行列Hを用いて、LDPC符号化及びLDPC復号化を行う方法について説明する。 Next, a method for performing LDPC coding and LDPC decoding using the parity check matrix H 1 and the modified parity check matrix H 2 will be described.

まず、LDPC符号化について説明する。符号化の方法としては、まず、図4のパリティ検査行列Hにおいて、修正疎行列Qの部分を情報ビット部に対応させ、単位行列Iの部分をパリティビット部に対応させる。そうすると、各行がそれぞれ異なるパリティビットを1ビットずつ含んでいるものと見なすことができるため、行毎に要素ビットとされている情報ビットをmod2で加算していくことにより、簡単にパリティビットを得ることができる。 First, LDPC encoding will be described. As an encoding method, first, in the parity check matrix H 1 of FIG. 4, the part of the modified sparse matrix Q 2 is made to correspond to the information bit part, and the part of the unit matrix I M is made to correspond to the parity bit part. Then, since each row can be regarded as including one bit of a different parity bit, a parity bit can be easily obtained by adding information bits, which are element bits for each row, with mod 2 be able to.

例えば、情報ビットが図6(a)で表される20ビット(L=20)のデータ系列であるとすると、図4のパリティ検査行列Hの1行目に関しては、2列目、8列目、14列目、20列目に1が存在しているため、情報ビットの2番目、8番目、14番目、20番目のビットをmod2で加算し、その結果をパリティビットとすることにより、1行目のパリティビットを得ることができる。同様にして、各行において、要素ビットをmod2で加算していくことにより、全てのパリティビットが得られ、図6(b)のように情報ビットと連結させることにより、符号語長35ビット(N=35)のLDPC符号語が得られる。このような方法により、LDPC符号化が行われるが、上記の方法で定義されたパリティ検査行列Hは、図4に示すように、要素1の密度が低く、更に構造化された構成となっているため、LDPC符号化を容易に行うことができる。 For example, assuming that the information bit is a data sequence of 20 bits (L = 20) represented in FIG. 6A, the second column and the eighth column are associated with the first row of the parity check matrix H 1 in FIG. Since 1 exists in the 14th and 14th columns, the second, eighth, fourteenth and twentieth bits of information bits are added by mod 2 and the result is used as a parity bit. The parity bit in the first row can be obtained. Similarly, in each row, by adding element bits with mod 2, all parity bits are obtained, and by concatenating with information bits as shown in FIG. 6B, a code word length of 35 bits (N = 35) LDPC codeword is obtained. LDPC encoding is performed by such a method, but the parity check matrix H 1 defined by the above method has a low-density element 1 and a more structured structure as shown in FIG. Therefore, LDPC encoding can be performed easily.

次に、LDPC復号化について説明する。復号化方法としては、修正パリティ検査行列Hを用いて、LDPC符号語に対してSum−Product復号を行う方法が考えられる。Sum−Product復号法は、BP(Belief Propagation)法を用いて受信値から各送信シンボルに対応する事後確率分布を求める復号法であり、図7に示される6つのステップから成る。 Next, LDPC decoding will be described. As a decoding method, a method of performing Sum-Product decoding on an LDPC codeword using the modified parity check matrix H 2 can be considered. The Sum-Product decoding method is a decoding method for obtaining a posterior probability distribution corresponding to each transmission symbol from a received value using a BP (Belief Propagation) method, and includes six steps shown in FIG.

以下、各ステップについて説明する。但し、ここで、タナーグラフと呼ばれる2部グラフを導入して説明する。タナーグラフは、パリティ検査行列に対応したグラフであり、例えば、図8(a)に示されるパリティ検査行列に対するタナーグラフは図8(b)のように表される。図8(b)中の白いノードを変数ノード301、黒いノードをチェックノード302と呼び、変数ノード301の各々はパリティ検査行列の各列に対応し、チェックノード302の各々はパリティ検査行列の各行に対応している。第i変数ノードと第jチェックノードに辺があることは、パリティ検査行列の第i列第j行成分が1となることと等価である。なお、ここでは、パリティ検査行列H={Hmn}を用いて復号を行う場合を例とし、チェックノードmに接続する変数ノードの集合をA(m)、変数ノードnに接続するチェックノードの集合をB(n)として説明する。 Hereinafter, each step will be described. However, here, a bipartite graph called a Tanner graph will be introduced for explanation. The Tanner graph is a graph corresponding to the parity check matrix. For example, the Tanner graph for the parity check matrix shown in FIG. 8A is expressed as shown in FIG. A white node in FIG. 8B is called a variable node 301 and a black node is called a check node 302. Each of the variable nodes 301 corresponds to each column of the parity check matrix, and each of the check nodes 302 corresponds to each row of the parity check matrix. It corresponds to. The presence of an edge at the i-th variable node and the j-th check node is equivalent to 1 being the i-th column and j-th row component of the parity check matrix. Here, a case where decoding is performed using a parity check matrix H = {H mn } is taken as an example, and a set of variable nodes connected to the check node m is A (m), and a check node connected to the variable node n The set will be described as B (n).

まず、初期化ステップS201では、Hmn=1を満たす全ての組(m、n)について対数事前値比βmnをβmn:=0とする。また、ループカウンタlをl:=1とする。 First, in the initialization step S201, the log prior value ratio β mn is set to β mn : = 0 for all pairs (m, n) that satisfy H mn = 1. The loop counter l is set to l: = 1.

次に、チェックノード演算ステップS202では、Hmn=1を満たす全ての組(m、n)について、数9を用いて対数外部値比αmnを計算する。 Next, in the check node calculation step S202, the logarithmic external value ratio α mn is calculated using Equation 9 for all pairs (m, n) that satisfy H mn = 1.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

ここで、数9中のsign及びf(x)はそれぞれ数10及び数11で示される関数である。 Here, sign and f (x) in Equation 9 are functions represented by Equation 10 and Equation 11, respectively.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

Figure 2009005204
Figure 2009005204

また、シンボル対数尤度比λiは、送信されたLDPC符号の第i番目の成分について、数12で定義される。 Symbol log likelihood ratio λi is defined by Equation 12 for the i-th component of the transmitted LDPC code.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

ここで、p(y|x)は、通信路の条件付確率分布である。 Here, p (y | x) is a conditional probability distribution of the communication path.

次に、変数ノード演算ステップS203では、Hmn=1を満たす全ての組(m、n)について、数13を用いて対数事前値比βmnを計算する。 Next, in the variable node calculation step S203, the log prior value ratio β mn is calculated using Equation 13 for all pairs (m, n) that satisfy H mn = 1.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

次に、一時推定ステップS204では、n=1、2、3、・・・、N−1、Nについて、数14を用いて一時推定語を計算する。   Next, in temporary estimation step S204, temporary estimated words are calculated using Equation 14 for n = 1, 2, 3,..., N−1, N.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

次に、パリティ検査ステップS205では、一時推定ステップS204で得た一時推定語が数15を満たすかどうか判定し、数15を満たすならば、一時推定語を推定語として出力し、アルゴリズムを終了する。   Next, in the parity check step S205, it is determined whether or not the temporary estimated word obtained in the temporary estimation step S204 satisfies Equation 15, and if Equation 15 is satisfied, the temporary estimated word is output as an estimated word, and the algorithm ends. .

Figure 2009005204
Figure 2009005204

次に、インクリメントステップS206では、ループカウンタlが数16を満たすかどうか判定し、数16を満たすならばl:=l+1とした後、チェックノード演算ステップS202に戻る。もし、数16を満たさない場合は、一時推定語を推定語として出力し、アルゴリズムを終了する。   Next, in the increment step S206, it is determined whether or not the loop counter l satisfies Expression 16. If Expression 16 is satisfied, 1: = l + 1 is set, and the process returns to the check node calculation step S202. If Equation 16 is not satisfied, the temporary estimated word is output as the estimated word, and the algorithm is terminated.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

以上のステップにより、LDPC符号語の復号を行うことができる。ここで、図5の修正パリティ検査行列Hを見てみると、図4のパリティ検査行列Hに対して行加算を行ったことにより、情報ビット部は修正疎行列Qの状態から疎行列Qの状態に戻り、パリティビット部は左下部分に1行目から5行目までのパリティビット部の要素ビットの値がコピーされた状態になっていることがわかる。つまり、21列目から25列目までのパリティビット部の列重みが1から2に変化したことになる。上述したように、列重みは1つのビットがパリティ検査符号の要素ビットとして何回利用されているかを表しているため、行加算を行ったことにより、21列目から25列目の位置に対応するパリティビットは2重に符号化されたのと同じ状態になったことになる。よって、この修正パリティ検査行列Hを用いて復号を行うことにより、パリティビット部の列重みが全て1であるパリティ検査行列を用いて復号を行う従来の方式よりも、復号性能を向上させることができる。 Through the above steps, the LDPC codeword can be decoded. Here, looking at the modified parity check matrix H 2 in FIG. 5, the information bit part is sparse from the state of the modified sparse matrix Q 2 by performing row addition on the parity check matrix H 1 in FIG. returns to the state of the matrix Q 1, the parity bit portion it is seen that the value of the element bits of the parity bit portion of the lines 1 through 5 is in the state of being copied in the lower left part. That is, the column weights of the parity bit portions from the 21st column to the 25th column have changed from 1 to 2. As described above, the column weight indicates how many times one bit is used as an element bit of the parity check code. Therefore, by performing row addition, it corresponds to the position of the 21st column to the 25th column. This means that the parity bit to be changed is in the same state as when it was double-encoded. Therefore, by performing decoding using this modified parity check matrix H 2 , the decoding performance can be improved over the conventional method in which decoding is performed using a parity check matrix in which all the column weights of the parity bit part are 1. Can do.

この行列生成方法で生成された行列を用いてLDPC符号化及び復号化を行う場合の優位な点を説明する。パリティビット部の列重みを向上させるだけならパリティ検査行列の行同士を単純に加算するだけで良い。しかしながら、パリティ検査行列を単純に加算した場合、加算した行と加算によって生成された行は、図9に示すように、情報ビット部において複数の列で同じ位置のビットを要素ビットとして含んだ状態となる。一般的に、図9に示すような任意に選んだ長方形の4つの頂点全てに1が存在しているような状態は長さ4のループと呼ばれ、このパターンが存在すると復号性能が著しく劣化することが知られている。   The advantages of performing LDPC encoding and decoding using a matrix generated by this matrix generation method will be described. If only the column weight of the parity bit portion is improved, the rows of the parity check matrix may be simply added. However, when the parity check matrix is simply added, the added row and the row generated by the addition include, as shown in FIG. 9, a plurality of columns at the same position as element bits in the information bit portion. It becomes. In general, a state in which 1 exists at all four vertices of an arbitrarily selected rectangle as shown in FIG. 9 is called a loop of length 4, and if this pattern exists, decoding performance is significantly deteriorated. It is known to do.

従って、単純に行同士を加算しただけのパリティ検査行列を用いて復号を行った場合、加算を行っていないパリティ検査行列を用いて復号を行った場合よりも復号性能が劣る可能性がある。この問題を克服するために、本実施の形態1では、第1の行加算ステップS103によって、疎行列Qに対して行加算を行うようにしている。すなわち、情報ビット部に対応する疎行列Qに対してのみあらかじめ行加算を行っておき、その行加算された行列とパリティビット部に対応する単位行列Iとの組み合わせで構成されたパリティ検査行列Hに対して再び同じ行の行加算を行うことにより、結果的にパリティビット部のみ行加算を行ったのと同じ状態を作り出している。この方法により、長さ4のループを発生させることなくパリティビット部のみ列重みを向上させることができるため、本実施の形態1の修正パリティ検査行列Hを用いて復号を行うことにより、従来方式よりも復号性能を向上させることができる。また、上記の方法で定義された修正パリティ検査行列Hは、図5に示すように、要素1の密度が低く、更に構造化された構成となっているため、復号化回路を容易に構成することが可能である。 Therefore, when decoding is performed using a parity check matrix in which rows are simply added, decoding performance may be inferior to when decoding is performed using a parity check matrix that has not been added. In order to overcome this problem, in the first embodiment, row addition is performed on the sparse matrix Q1 in the first row addition step S103. That is, a row addition is performed in advance only for the sparse matrix Q 1 corresponding to the information bit portion, and a parity check configured by a combination of the row added matrix and a unit matrix I M corresponding to the parity bit portion by performing row sum in the same row again for matrices H 1, it has created the same state as that performed resulting in the parity bit part only row addition. In this way, it is possible to improve the column weight only the parity bit portion without generating a loop of length 4, by performing decoding using the modified parity check matrix of H 2 the first embodiment, conventional Decoding performance can be improved as compared with the method. Further, as shown in FIG. 5, the modified parity check matrix H 2 defined by the above method has a low-density element 1 and a more structured structure, so that the decoding circuit can be easily configured. Is possible.

以上のように、本実施の形態1においては、正方行列Fから構成された疎行列Qに対して行加算を行うことによって生成された修正疎行列Qと単位行列Iとを組み合わせることによって、LDPC符号化が容易に行えるパリティ検査行列Hを生成することができる。また、疎行列Qに対して行った行加算と同じ行同士のmod2加算をパリティ検査行列Hに対して行うことによって、性能の良いLDPC復号化が容易に行える修正パリティ検査行列Hを生成することができる。 As described above, in the first embodiment, the modified sparse matrix Q 2 generated by performing row addition on the sparse matrix Q 1 composed of the square matrix F and the unit matrix I M are combined. Thus, a parity check matrix H 1 that can be easily subjected to LDPC encoding can be generated. Further, by performing mod2 addition of the same row among the row addition operation performed on sparse matrices Q 1 with respect to the parity-check matrix H 1, the modified parity check matrix H 2 that can be easily good LDPC decoding of performance Can be generated.

なお、上では、行列を生成する方法について述べたが、これを装置またはプログラムに置き換えた場合も考えられる。その場合、行列生成装置は図10(a)に示すような構成となる。図10(a)中のパラメータ設定部401、疎行列生成部402、第1の行加算部403、第1のパリティ検査行列生成部404及び第2の行加算部405は、それぞれパラメータ設定ステップS101、疎行列生成ステップS102、第1の行加算ステップS103、第1のパリティ検査行列生成ステップS104及び第2の行加算ステップS105と同様の操作を行う。すなわち、パラメータ設定部401では、LDPC符号のパラメータが設定され、その情報が疎行列生成部402に対して送られる。   In the above, the method for generating a matrix has been described. However, a case in which this is replaced with an apparatus or a program is also conceivable. In that case, the matrix generation device has a configuration as shown in FIG. The parameter setting unit 401, sparse matrix generation unit 402, first row addition unit 403, first parity check matrix generation unit 404, and second row addition unit 405 in FIG. The same operations as in the sparse matrix generation step S102, the first row addition step S103, the first parity check matrix generation step S104, and the second row addition step S105 are performed. That is, the parameter setting unit 401 sets LDPC code parameters and sends the information to the sparse matrix generation unit 402.

次に、疎行列生成部402では、0を多く含み、1を少量しか含まない疎行列Qが生成され、第1の行加算部403では、疎行列Qの所定の行が別の所定の行にmod2で加算され、修正疎行列Qが生成される。そして、第1のパリティ検査行列生成部404では、修正疎行列Qと単位行列Iを用いてパリティ検査行列Hが生成され、第2の行加算部405では、パリティ検査行列Hの前記所定の行が前記別の所定の行にmod2で加算され、修正パリティ検査行列Hが生成される。従って、図10(a)の装置を用いることによってパリティ検査行列H及び修正パリティ検査行列Hを生成することができる。 Next, the sparse matrix generation unit 402 generates a sparse matrix Q 1 that includes many 0s and includes only a small amount of 1 , and the first row addition unit 403 generates another predetermined row of the sparse matrix Q 1 as another predetermined row. is added to the line in mod2, fixes sparse matrix Q 2 is generated. The first parity check matrix generation unit 404 generates a parity check matrix H 1 using the modified sparse matrix Q 2 and the unit matrix I M , and the second row addition unit 405 generates the parity check matrix H 1 . The predetermined row is added to the other predetermined row by mod 2 to generate a modified parity check matrix H 2 . Accordingly, the parity check matrix H 1 and the modified parity check matrix H 2 can be generated by using the apparatus of FIG.

また、図11の符号化復号化装置を用いることによってLDPC符号の符号化及び復号化を行うことができる。図11において、LDPC符号化回路501によってLDPC符号化が行われ、LDPC復号化回路502によってLDPC復号化が行われる。LDPC符号化回路501及びLDPC復号化回路502は、図10(a)の行列生成装置によってあらかじめ生成されたパリティ検査行列H及び修正パリティ検査行列Hを用いて構成されている。符号化及び復号化の方法としては、上述した方法と同様の回路構造を構成すれば良い。 In addition, the LDPC code can be encoded and decoded by using the encoding / decoding apparatus of FIG. In FIG. 11, LDPC encoding is performed by the LDPC encoding circuit 501, and LDPC decoding is performed by the LDPC decoding circuit 502. The LDPC encoding circuit 501 and the LDPC decoding circuit 502 are configured using a parity check matrix H 1 and a modified parity check matrix H 2 generated in advance by the matrix generation apparatus in FIG. As an encoding and decoding method, a circuit structure similar to that described above may be configured.

すなわち、符号化は、パリティ検査行列Hの行毎に要素ビットをmod2で加算し、1行毎にパリティビットを求めていくように構成されている。また、復号化は、修正パリティ検査行列Hを用いたSum−Product復号を行うように構成されている。以上のように構成された符号化復号化装置により、効率的なLDPC符号の符号化及び復号化を行うことができる。なお、本実施の形態1の行列生成装置によって生成されたパリティ検査行列H及び修正パリティ検査行列Hは、いずれも構造化された行列であるため、LDPC符号化回路501及びLDPC復号化回路502は容易に構成することができる。従って、符号化復号化装置は簡単な回路によって構成することが可能である。 That is, the coding is configured to add the element bits by mod 2 for each row of the parity check matrix H 1 and obtain the parity bits for each row. Further, decoding is configured to perform Sum-Product decoding using the modified parity check matrix H 2. By the encoding / decoding device configured as described above, efficient LDPC code encoding and decoding can be performed. Note that the parity check matrix H 1 and the modified parity check matrix H 2 generated by the matrix generation apparatus according to the first embodiment are both structured matrices, and thus the LDPC encoding circuit 501 and the LDPC decoding circuit. 502 can be easily configured. Therefore, the encoding / decoding device can be configured by a simple circuit.

なお、符号化用の行列として、パリティ検査行列Hを用いていたが、符号化用の行列として、生成行列Gを生成しても構わない。この場合、上記の行列生成方法に、修正疎行列Qの転置行列Q と単位行列Iを用いて、数17の式に則って生成行列Gを生成するステップを追加すれば良い。 Incidentally, as a matrix for coding, it had using the parity check matrix H 1, as a matrix for coding, may be generated generator matrix G. In this case, the above matrix generating method, using a modified sparse matrix Q 2 transposed matrix Q 2 T and the unit matrix I L, may be added the step of generating a generator matrix G in accordance with the equation number 17.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

但し、ここで単位行列Iは、L行L列の行列である。従って、上記の例と同様にL=20とすると、Iは20行20列の単位行列となる。また、修正疎行列Qは図3で与えられているため、転置行列Q は図12のような行列となり、生成行列Gは図13のような行列となる。LDPC符号化に生成行列Gを用いる場合は、数18の式に則って情報ビットと生成行列Gを乗算すれば良い。 Here, the unit matrix IL is a matrix of L rows and L columns. Therefore, if L = 20 as in the above example, IL is a 20 × 20 unit matrix. Since the modified sparse matrix Q 2 is given in FIG. 3, the transposed matrix Q 2 T is a matrix as shown in FIG. 12, and the generator matrix G is a matrix as shown in FIG. When the generator matrix G is used for LDPC encoding, the information bits and the generator matrix G may be multiplied according to the equation (18).

Figure 2009005204
Figure 2009005204

但し、数18において、cはLDPC符号語、sは情報ビットを表している。 In Equation 18, c represents an LDPC codeword, and s represents an information bit.

なお、生成行列Gを生成する場合についても、生成行列Gを生成しない場合と同様に装置またはプログラムへの置き換えが可能である。この場合、図10(b)に示すように、図10(a)の行列生成装置に、修正疎行列Qの転置行列Q と単位行列Iを用いて生成行列Gを生成する生成行列生成部406を追加すれば良い。 In addition, when generating the generator matrix G, it is possible to replace it with a device or a program as in the case where the generator matrix G is not generated. In this case, as shown in FIG. 10 (b), generation of generating a generator matrix G with the matrix generation apparatus of FIG. 10 (a), a modified sparse matrix Q 2 transposed matrix Q 2 T and the unit matrix I L A matrix generation unit 406 may be added.

なお、生成行列Gを用いてLDPC符号化を行う場合についても、符号化復号化装置を用いることによって符号化及び復号化を行うことができる。但し、この場合、LDPC符号化回路501では、生成行列Gを用いたLDPC符号化が行われる。LDPC復号化回路502では、図11と同様に修正パリティ検査行列Hを用いたLDPC復号化が行われる。 Even when LDPC encoding is performed using the generator matrix G, encoding and decoding can be performed by using an encoding / decoding device. However, in this case, the LDPC encoding circuit 501 performs LDPC encoding using the generator matrix G. In LDPC decoding circuit 502, LDPC decoding using 11 similarly modified parity check matrix H 2 is carried out.

(実施の形態2)
図14は、本発明の実施の形態2における行列生成方法の手順を示したフローチャートである。本実施の形態2において前記実施の形態1と異なるところは、疎行列、修正疎行列、パリティ検査行列の生成方法が異なるところである。
(Embodiment 2)
FIG. 14 is a flowchart showing the procedure of the matrix generation method according to Embodiment 2 of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment in that the generation method of the sparse matrix, the modified sparse matrix, and the parity check matrix is different.

図14において、まず、パラメータ設定ステップS601において、LDPC符号のパラメータが設定される。次に、疎行列生成ステップS602において、パラメータ設定ステップS601で設定されたパラメータに基づいて、0を多く含み、1を少量しか含まない疎行列Qが生成される。そして、列加算ステップS603において、疎行列Qの所定の列が別の所定の列にmod2で加算され、修正疎行列Qが生成される。次に、第2のパリティ検査行列生成ステップS604において、修正疎行列Qの転置行列Q と単位行列Iを用いてパリティ検査行列Hが生成される。そして、第2の行加算ステップS605において、パリティ検査行列Hの前記所定の列に対応する行が前記別の所定の列に対応する行にmod2で加算され、修正パリティ検査行列Hが生成される。 In FIG. 14, first, in the parameter setting step S601, the parameters of the LDPC code are set. Then, in a sparse matrix generation step S602, based on the parameters set in the parameter setting step S601, rich in 0, it is sparse matrix Q 3 containing only a small amount of 1 is generated. Then, in sequence summing step S603, a given column of the sparse matrix Q 3 are added by mod2 to another predetermined sequence, modifying sparse matrix Q 4 is generated. Then, in the second parity check matrix generating step S604, the parity check matrix H 1 is generated using a modified sparse matrix Q 4 transposed matrix Q 4 T and the unit matrix I M. Then, in the second row addition step S605, the rows where the row corresponding to the given row in the parity-check matrix H 1 corresponding to the another predetermined sequence are summed in mod2, fixes the parity check matrix H 2 product Is done.

以下、これらの各ステップについて詳細に説明する。まず、パラメータ設定ステップS601では、生成すべきLDPC符号のパラメータが設定される。ここで設定されるパラメータは、LDPC符号の符号語長N、情報ビット長L、パリティビット長Mである。例えば、ここでは、N=35、L=20、M=15と定義する。これにより、以下では情報ビット20ビット、パリティビット15ビットから成る符号語長35ビットのLDPC符号語を生成及び復号するための行列を生成することになる。   Hereinafter, each of these steps will be described in detail. First, in the parameter setting step S601, the parameters of the LDPC code to be generated are set. The parameters set here are the code word length N, the information bit length L, and the parity bit length M of the LDPC code. For example, here, N = 35, L = 20, and M = 15 are defined. As a result, a matrix for generating and decoding an LDPC codeword having a codeword length of 35 bits including 20 information bits and 15 parity bits is generated below.

次に、疎行列生成ステップS602では、パラメータ設定ステップS601で設定されたパラメータに基づいて、0を多く含み、1を少量しか含まない疎行列Qが生成される。本実施の形態2では、疎行列Qとして正方行列の組み合わせから成る構造化された行列を生成する場合について説明する。まずP行P列の正方行列Fを定義する。例えば、P行P列の正方行列Fを数1のような行列とし、P=5とした場合、正方行列Fは数2のような行列となる。また、正方行列Fのべき乗F、F、F、Fはそれぞれ数3から数6のようになる。すなわち、Fが単位行列となるため、正方行列Fの任意のべき乗FはF(n mod 5)で表現することができる。 Next, in a sparse matrix generation step S602, based on the parameters set in the parameter setting step S601, rich in 0, it is sparse matrix Q 3 containing only a small amount of 1 is generated. In the second embodiment, the case of generating a structured matrix composed of a combination of a square matrix as sparse Q 3. First, a square matrix F of P rows and P columns is defined. For example, when a square matrix F of P rows and P columns is a matrix such as Equation 1, and P = 5, the square matrix F is a matrix such as Equation 2. Further, the powers F 2 , F 3 , F 4 , and F 5 of the square matrix F are expressed by Equations 3 to 6, respectively. That is, since F 5 is a unit matrix, an arbitrary power F n of the square matrix F can be expressed by F (n mod 5) .

次に、正方行列Fを用いてL行M列の構造化された疎行列Qが生成される。前記実施の形態1では、部分行列としてM行L列の行列が生成される場合について説明したが、本実施の形態2ではL行M列の行列が生成されるものとする。今、パラメータ設定ステップS601において、L=20、M=15が定義されているので、疎行列Qは20行15列の行列となるが、正方行列Fは5行5列の行列で定義されているため、正方行列Fと同様の行列を行方向に4つ、列方向に3つ並べることにより20行15列の疎行列Qを生成することができる。例えば、正方行列Fをべき乗したものを数19のように並べた場合、疎行列Qは図15のようになる。 Next, a structured sparse matrix Q 3 having L rows and M columns is generated using the square matrix F. In the first embodiment, the case where a matrix of M rows and L columns is generated as a partial matrix has been described. However, in the second embodiment, a matrix of L rows and M columns is generated. Now, in the parameter setting step S601, since L = 20, M = 15 is defined, sparse matrix Q 3 are but a 20 row 15 column matrix, a square matrix F is defined by a matrix of five rows and five columns and for which, four square matrix F the same matrix in the row direction, it is possible to generate a sparse matrix Q 3 of 20 rows 15 columns by arranging three in the column direction. For example, when arranging a material obtained by exponentiation of the square matrix F as in equation 19, a sparse matrix Q 3 are composed as shown in FIG. 15.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

次に、列加算ステップS603では、疎行列Qの所定の列が別の所定の列にmod2で加算され、修正疎行列Qが生成される。但し、ここで、加算する列と加算される列はそれぞれ何列分であっても構わない。例えば、1列目を4列目に加算するだけでも良いし、それに加えて2列目を5列目、3列目を6列目に加算するといった様に複数列分を加算するようにしても構わない。また、複数の列を1つの列に加算するようにしても構わないし、1つの列を複数の列に加算するようにしても構わない。例えば、1列目と2列目を3列目に加算するようにしても構わないし、1列目を2列目と3列目に加算するようにしても構わない。ここでは、例として疎行列Qの1列目を11列目、2列目を12列目、3列目を13列目、4列目を14列目、5列目を15列目に加算するものとする。そうすると、修正疎行列Qは図16のようになる。なお、修正疎行列Qは、構造化された疎行列Qの列同士を足し合わせただけのものであるので、これもまた構造化された行列となる。 Then, column summing step S603, are added in mod2 given column within another predetermined sequence of sparse matrices Q 3, modified sparse matrix Q 4 is generated. However, the number of columns to be added and the number of columns to be added may be any number. For example, the first column may be simply added to the fourth column, and in addition to that, a plurality of columns may be added such that the second column is added to the fifth column and the third column is added to the sixth column. It doesn't matter. Further, a plurality of columns may be added to one column, or a single column may be added to a plurality of columns. For example, the first and second columns may be added to the third column, or the first column may be added to the second and third columns. Here, the first column to 11th column of the sparse matrix Q 3 as an example, 12 column a second column, third column 13 column, the fourth column 14 column, the fifth column in 15 column It shall be added. Then, modified sparse matrix Q 4 are made as shown in FIG. 16. Note that the modified sparse matrix Q 4 is simply a combination of the columns of the structured sparse matrix Q 3 , so that this is also a structured matrix.

次に、第2のパリティ検査行列生成ステップS604では、数20の式に則ってパリティ検査行列Hが生成される。 Then, the second parity check matrix generating step S604, the parity check matrix H 1 is generated in accordance with the equation number 20.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

但し、数20中のIはM行M列の単位行列である。今、M=15が定義されているので、Iは15行15列の単位行列となる。また、修正疎行列Qは図16で定義されているので、転置行列Q は図17のようになり、パリティ検査行列Hは図18のようになる。図18において、各行がそれぞれ独立したパリティ検査条件を示している。このようにして生成されたパリティ検査行列Hは、LDPC符号化に用いられるものとする。なお、パリティ検査行列Hを用いたLDPC符号化は、前記実施の形態1で説明した方法と同様の方法で行うことができる。 However, I M in Equation 20 is a unit matrix of M rows and M columns. Now, since the M = 15 is defined, I M is the identity matrix of 15 rows and 15 columns. Since the modified sparse matrix Q 4 is defined in FIG. 16, the transposed matrix Q 4 T is as shown in FIG. 17, and the parity check matrix H 1 is as shown in FIG. In FIG. 18, each row indicates an independent parity check condition. Such parity-check matrix H 1 generated in the shall be used in LDPC coding. Note that LDPC encoding using the parity check matrix H 1 can be performed by a method similar to the method described in the first embodiment.

次に、第2の行加算ステップS605では、パリティ検査行列Hの前記所定の列に対応する行が前記別の所定の列に対応する行にmod2で加算され、修正パリティ検査行列Hが生成される。すなわち、列加算ステップS603では、図15の疎行列Qの1列目を11列目、2列目を12列目、3列目を13列目、4列目を14列目、5列目を15列目に加算していたため、ここでは、図18のパリティ検査行列Hの1行目を11行目、2行目を12行目、3行目を13行目、4行目を14行目、5行目を15行目に加算するものとする。そして、その結果生成された図19の行列を修正パリティ検査行列Hとする。このようにして生成された修正パリティ検査行列Hは、LDPC復号化に用いられるものとする。なお、パリティ検査行列Hを用いたLDPC復号化は、前記実施の形態1で説明した方法と同様の方法で行うことができる。 Next, in the second row addition step S605, the rows where the row corresponding to the given row in the parity-check matrix H 1 corresponding to the another predetermined sequence are summed in mod2, fixes the parity check matrix H 2 Generated. That is, in the column summing step S603, 1 column 11 column sparse matrix Q 3 in FIG. 15, column 12 the second column, third column 13 column, 4 column 14 column, 5 columns because it was added eyes 15 column, wherein the first row line 11 in the parity-check matrix H 1 of FIG. 18, line 12 of the second row, the 13th row third row, fourth row Are added to the 14th line and the 5th line to the 15th line. Then, the matrix of FIG 19 which is a result generated and modified parity check matrix H 2. Such modifications parity check matrix H 2 generated in the shall be used in the LDPC decoding. Note that LDPC decoding using the parity check matrix H 2 can be performed by a method similar to the method described in the first embodiment.

以上の方法により、符号化用のパリティ検査行列Hと復号化用の修正パリティ検査行列Hを生成することができる。なお、上記の方法で定義されたパリティ検査行列Hと修正パリティ検査行列Hは、要素1の密度が低く、更に構造化された構成となっているため、符号化回路及び復号化回路を容易に構成することが可能である。 By the above method, it is possible to produce a modified parity check matrix of H 2 for decoding the parity-check matrix H 1 of the for coding. Note that the parity check matrix H 1 and the modified parity check matrix H 2 defined by the above method have a low-density element 1 and a more structured structure. It can be easily configured.

以上のように、本実施の形態2においては、正方行列Fから構成された疎行列Qに対して列加算を行うことによって生成された修正疎行列Qの転置行列Q と単位行列Iとを組み合わせることによって、LDPC符号化が容易に行えるパリティ検査行列Hを生成することができる。また、疎行列Qに対して行った列加算と同じ行同士のmod2加算をパリティ検査行列Hに対して行うことによって、性能の良いLDPC復号化が容易に行える修正パリティ検査行列Hを生成することができる。 As described above, in the second embodiment, the transposed matrix Q 4 T and the unit matrix of the modified sparse matrix Q 4 generated by performing column addition on the sparse matrix Q 3 composed of the square matrix F By combining with I M , a parity check matrix H 1 that can be easily subjected to LDPC coding can be generated. Further, by performing mod2 addition in the same row between the column summation performed on sparse matrices Q 3 against the parity check matrix H 1, the modified parity check matrix H 2 that can be easily good LDPC decoding of performance Can be generated.

なお、本実施の形態2では、行列を生成する方法について述べたが、これを装置またはプログラムに置き換えた場合も考えられる。その場合、行列生成装置は図20(a)に示すような構成となる。図20(a)中のパラメータ設定部701、疎行列生成部702、列加算部703、第2のパリティ検査行列生成部704及び第2の行加算部705は、それぞれパラメータ設定ステップS601、疎行列生成ステップS602、列加算ステップS603、第2のパリティ検査行列生成ステップS604及び第2の行加算ステップS605と同様の操作を行う。   In the second embodiment, the method for generating a matrix has been described. However, a case in which this is replaced with an apparatus or a program is also conceivable. In that case, the matrix generation device has a configuration as shown in FIG. The parameter setting unit 701, the sparse matrix generation unit 702, the column addition unit 703, the second parity check matrix generation unit 704, and the second row addition unit 705 in FIG. The same operations as in generation step S602, column addition step S603, second parity check matrix generation step S604, and second row addition step S605 are performed.

すなわち、パラメータ設定部701では、LDPC符号のパラメータが設定され、その情報が疎行列生成部702に対して送られる。次に、疎行列生成部702では、0を多く含み、1を少量しか含まない疎行列Qが生成され、列加算部703では、疎行列Qの所定の行が別の所定の行にmod2で加算され、修正疎行列Qが生成される。そして、第2のパリティ検査行列生成部704では、修正疎行列Qの転置行列Q と単位行列Iを用いてパリティ検査行列Hが生成され、第2の行加算部705では、パリティ検査行列Hの前記所定の列に対応する行が前記別の所定の列に対応する行にmod2で加算され、修正パリティ検査行列Hが生成される。従って、図20(a)の装置を用いることによってパリティ検査行列H及び修正パリティ検査行列Hを生成することができる。 That is, the parameter setting unit 701 sets LDPC code parameters and sends the information to the sparse matrix generation unit 702. Next, the sparse matrix generation unit 702 generates a sparse matrix Q 3 that includes many 0s and includes only a small amount of 1, and the column addition unit 703 changes a predetermined row of the sparse matrix Q 3 to another predetermined row. It is added in mod2, modified sparse matrix Q 4 is generated. Then, the second parity check matrix generating unit 704, a parity check matrix H 1 is generated by using the transposed matrix of modified sparse Q 4 Q 4 T and the unit matrix I M, in the second row addition section 705, A row corresponding to the predetermined column of the parity check matrix H 1 is added to a row corresponding to the other predetermined column by mod 2 to generate a modified parity check matrix H 2 . Therefore, the parity check matrix H 1 and the modified parity check matrix H 2 can be generated by using the apparatus of FIG.

また、図10の符号化復号化装置を用いることによってLDPC符号の符号化及び復号化を行うことができる。図10において、LDPC符号化回路501によって、LDPC符号化が行われ、LDPC復号化回路502によってLDPC復号化が行われる。LDPC符号化回路501及びLDPC復号化回路502は、図20(a)の行列生成装置によってあらかじめ生成されたパリティ検査行列H及び修正パリティ検査行列Hを用いて構成されている。 In addition, the LDPC code can be encoded and decoded by using the encoding / decoding apparatus of FIG. In FIG. 10, LDPC encoding is performed by the LDPC encoding circuit 501, and LDPC decoding is performed by the LDPC decoding circuit 502. The LDPC encoding circuit 501 and the LDPC decoding circuit 502 are configured using a parity check matrix H 1 and a modified parity check matrix H 2 that are generated in advance by the matrix generation apparatus in FIG.

符号化及び復号化の方法としては、前記実施の形態1において説明した方法と同様の方法を用いれば良い。なお、本実施の形態2の行列生成装置によって生成されたパリティ検査行列H及び修正パリティ検査行列Hは、いずれも構造化された行列であるため、LDPC符号化回路501及びLDPC復号化回路502は容易に構成することができる。従って、符号化復号化装置は簡単な回路によって構成することが可能である。 As a method of encoding and decoding, a method similar to the method described in the first embodiment may be used. Note that the parity check matrix H 1 and the modified parity check matrix H 2 generated by the matrix generation apparatus according to the second embodiment are both structured matrices, and thus the LDPC encoding circuit 501 and the LDPC decoding circuit. 502 can be easily configured. Therefore, the encoding / decoding device can be configured by a simple circuit.

なお、符号化用の行列として、パリティ検査行列Hを用いていたが、符号化用の行列として、生成行列Gを生成しても構わない。この場合、上記の行列生成方法に、修正疎行列Qと単位行列Iを用いて、数21の式に則って生成行列Gを生成するステップを追加すれば良い。 Incidentally, as a matrix for coding, it had using the parity check matrix H 1, as a matrix for coding, may be generated generator matrix G. In this case, the above matrix generating method, using a modified sparse matrix Q 4 and the unit matrix I L, may be added the step of generating a generator matrix G in accordance with the equation of Expression 21.

Figure 2009005204
Figure 2009005204

但し、ここで単位行列Iは、L行L列の行列である。従って、上記の例と同様にL=20とすると、Iは20行20列の単位行列となる。また、修正疎行列Qは図16で与えられているため、生成行列Gは図21のような行列となる。LDPC符号化に生成行列Gを用いる場合は、数18の式に則って情報ビットと生成行列Gを乗算すれば良い。 Here, the unit matrix IL is a matrix of L rows and L columns. Therefore, if L = 20 as in the above example, IL is a 20 × 20 unit matrix. Moreover, since the modified sparse matrix Q 4 are given in Figure 16, the generator matrix G is a matrix as shown in FIG. 21. When the generator matrix G is used for LDPC encoding, the information bits and the generator matrix G may be multiplied according to the equation (18).

なお、生成行列Gを生成する場合についても、生成行列Gを生成しない場合と同様に装置またはプログラムへの置き換えが可能である。この場合、図20(b)に示すように、図20(a)の行列生成装置に、修正疎行列Qと単位行列Iを用いて生成行列Gを生成する生成行列生成部706を追加すれば良い。 In addition, when generating the generator matrix G, it is possible to replace it with a device or a program as in the case where the generator matrix G is not generated. In this case, as shown in FIG. 20 (b), the matrix generation unit of FIG. 20 (a), adding a generator matrix generating unit 706 for generating a generator matrix G using a modified sparse matrix Q 4 and the unit matrix I L Just do it.

なお、生成行列Gを用いてLDPC符号化を行う場合についても、符号化復号化装置を用いることによって符号化及び復号化を行うことができる。但し、この場合、LDPC符号化回路501では、生成行列Gを用いたLDPC符号化が行われる。LDPC復号化回路502では、図10と同様に修正パリティ検査行列Hを用いたLDPC復号化が行われる。 Even when LDPC encoding is performed using the generator matrix G, encoding and decoding can be performed by using an encoding / decoding device. However, in this case, the LDPC encoding circuit 501 performs LDPC encoding using the generator matrix G. In LDPC decoding circuit 502, LDPC decoding using the same modified parity check matrix between H 2 FIG. 10 is performed.

本発明の行列生成方法、行列生成装置及び符号化復号化装置によれば、符号化回路及び復号化回路の構造が簡単なLDPC符号を構成することができるため、記録再生装置の符号等として有用である。   According to the matrix generation method, the matrix generation device, and the encoding / decoding device of the present invention, an LDPC code having a simple structure of the encoding circuit and the decoding circuit can be configured. It is.

本発明の実施の形態1における行列生成方法の手順を示したフローチャートThe flowchart which showed the procedure of the matrix production | generation method in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1における疎行列Qの例を示す図It shows an example of a sparse matrix Q 1 in the first embodiment of the present invention 本発明の実施の形態1における修正疎行列Qの例を示す図It shows an example of a modified sparse matrix Q 2 in the first embodiment of the present invention 本発明の実施の形態1におけるパリティ検査行列Hの例を示す図It shows an example in the parity-check matrix H 1 of the first embodiment of the present invention 本発明の実施の形態1における修正パリティ検査行列Hの例を示す図It shows an example of a modified parity check matrix H 2 in the first embodiment of the present invention 本発明の実施の形態1におけるLDPC符号語の例を示す図The figure which shows the example of the LDPC codeword in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるSum−Product復号法の復号手順を示したフローチャートThe flowchart which showed the decoding procedure of the Sum-Product decoding method in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1におけるパリティ検査行列とそれに対応するタナーグラフの例を示す図The figure which shows the example of the parity check matrix in Embodiment 1 of this invention, and the corresponding Tanner graph 本発明の実施の形態1における長さ4のループの例を示す図The figure which shows the example of the loop of length 4 in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1における行列生成装置の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of a matrix generation device according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1における符号化復号化装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the encoding / decoding apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における修正疎行列Qの転置行列Q の例を示す図It shows an example of a transposed matrix Q 2 T modifications sparse matrix Q 2 in the first embodiment of the present invention 本発明の実施の形態1における生成行列Gの例を示す図The figure which shows the example of the generator matrix G in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態2における行列生成方法の手順を示したフローチャートThe flowchart which showed the procedure of the matrix production | generation method in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態2における疎行列Qの例を示す図It shows an example of a sparse matrix Q 3 in the second embodiment of the present invention 本発明の実施の形態2における修正疎行列Qの例を示す図It shows an example of a modified sparse matrix Q 4 in the second embodiment of the present invention 本発明の実施の形態2における修正疎行列Qの転置行列Q の例を示す図It shows an example of a transposed matrix Q 4 T modifications sparse matrix Q 4 in the second embodiment of the present invention 本発明の実施の形態2におけるパリティ検査行列Hの例を示す図It shows an example in the parity-check matrix H 1 of the second embodiment of the present invention 本発明の実施の形態2における修正パリティ検査行列Hの例を示す図It shows an example of a modified parity check matrix H 2 in the second embodiment of the present invention 本発明の実施の形態2における行列生成装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the matrix production | generation apparatus in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における生成行列Gの例を示す図The figure which shows the example of the generator matrix G in Embodiment 2 of this invention 一般的なパリティ検査行列Hの例を示す図The figure which shows the example of the general parity check matrix H 一般的な生成行列Gの例を示す図The figure which shows the example of the general generator matrix G

符号の説明Explanation of symbols

301 変数ノード
302 チェックノード
401 パラメータ設定部
402 疎行列生成部
403 第1の行加算部
404 第1のパリティ検査行列生成部
405 第2の行加算部
406 生成行列生成部
501 LDPC符号化回路
502 LDPC復号化回路
701 パラメータ設定部
702 疎行列生成部
703 列加算部
704 第2のパリティ検査行列生成部
705 第2の行加算部
706 生成行列生成部
301 variable node 302 check node 401 parameter setting unit 402 sparse matrix generation unit 403 first row addition unit 404 first parity check matrix generation unit 405 second row addition unit 406 generation matrix generation unit 501 LDPC encoding circuit 502 LDPC Decoding circuit 701 Parameter setting unit 702 Sparse matrix generation unit 703 Column addition unit 704 Second parity check matrix generation unit 705 Second row addition unit 706 Generation matrix generation unit

Claims (14)

LDPC符号の符号化及び復号化を行うための行列を生成する行列生成方法であって、
LDPC符号のパラメータを設定するステップと、
設定された前記パラメータに基づいて疎行列を生成するステップと、
前記疎行列の特定の行をmod2演算して修正疎行列を生成するステップと、
前記修正疎行列と単位行列を用いてパリティ検査行列を生成するステップと、
前記パリティ検査行列の特定の行をmod2演算して修正パリティ検査行列を生成するステップと、
を含む行列生成方法。
A matrix generation method for generating a matrix for encoding and decoding an LDPC code,
Setting LDPC code parameters;
Generating a sparse matrix based on the set parameters;
Performing a mod2 operation on a particular row of the sparse matrix to generate a modified sparse matrix;
Generating a parity check matrix using the modified sparse matrix and unit matrix;
Performing a mod2 operation on a specific row of the parity check matrix to generate a modified parity check matrix;
A matrix generation method including:
LDPC符号の符号化及び復号化を行うための行列を生成する行列生成方法であって、
LDPC符号のパラメータを設定するステップと、
設定されたパラメータに基づいて疎行列を生成するステップと、
前記疎行列の特定の列をmod2演算して修正疎行列を生成するステップと、
前記修正疎行列の転置行列と単位行列を用いてパリティ検査行列を生成するステップと、
前記パリティ検査行列内にある前記特定の列に対応する特定の行をmod2演算して修正パリティ検査行列を生成するステップと、
を含む行列生成方法。
A matrix generation method for generating a matrix for encoding and decoding an LDPC code,
Setting LDPC code parameters;
Generating a sparse matrix based on the set parameters;
Performing a mod2 operation on a specific column of the sparse matrix to generate a modified sparse matrix;
Generating a parity check matrix using a transposed matrix and a unit matrix of the modified sparse matrix;
Performing a mod2 operation on a specific row corresponding to the specific column in the parity check matrix to generate a modified parity check matrix;
A matrix generation method including:
LDPC符号の符号化及び復号化を行うための行列を生成する行列生成装置であって、
疎行列を生成する疎行列生成部と、
前記疎行列の特定の行をmod2演算して修正疎行列を生成する第1の行加算部と、
前記修正疎行列と単位行列を用いてパリティ検査行列を生成する第1のパリティ検査行列生成部と、
前記パリティ検査行列の特定の行をmod2演算して修正パリティ検査行列を生成する第2の行加算部と、
前記疎行列生成部にパラメータを設定するパラメータ設定部と、
を含む行列生成装置。
A matrix generation device that generates a matrix for encoding and decoding an LDPC code,
A sparse matrix generator for generating a sparse matrix;
A first row addition unit that generates a modified sparse matrix by performing a mod2 operation on a specific row of the sparse matrix;
A first parity check matrix generation unit that generates a parity check matrix using the modified sparse matrix and the unit matrix;
A second row addition unit for generating a modified parity check matrix by performing a mod2 operation on a specific row of the parity check matrix;
A parameter setting unit for setting parameters in the sparse matrix generation unit;
A matrix generation device including:
LDPC符号の符号化及び復号化を行うための行列を生成する行列生成装置であって、
疎行列を生成する疎行列生成部と、
前記疎行列の特定の列をmod2演算して修正疎行列を生成する列加算部と、
前記修正疎行列の転置行列と単位行列を用いてパリティ検査行列を生成する第2のパリティ検査行列生成部と、
前記パリティ検査行列内にある前記特定の列に対応する特定の行をmod2演算して修正パリティ検査行列を生成する第2の行加算部と、
前記疎行列生成部にパラメータを設定するパラメータ設定部と、
を含む行列生成装置。
A matrix generation device that generates a matrix for encoding and decoding an LDPC code,
A sparse matrix generator for generating a sparse matrix;
A column addition unit that generates a modified sparse matrix by performing a mod2 operation on a specific column of the sparse matrix;
A second parity check matrix generation unit that generates a parity check matrix using a transposed matrix and a unit matrix of the modified sparse matrix;
A second row adder for generating a modified parity check matrix by performing mod2 operation on a specific row corresponding to the specific column in the parity check matrix;
A parameter setting unit for setting parameters in the sparse matrix generation unit;
A matrix generation device including:
前記修正疎行列の転置行列と単位行列を用いて生成行列を生成する生成行列生成部をさらに有する請求項3に記載の行列生成装置。 The matrix generation apparatus according to claim 3, further comprising a generation matrix generation unit that generates a generation matrix using a transposed matrix and a unit matrix of the modified sparse matrix. 前記修正疎行列と単位行列を用いて生成行列を生成する生成行列生成部をさらに有する請求項4に記載の行列生成装置。 The matrix generation device according to claim 4, further comprising a generation matrix generation unit that generates a generation matrix using the modified sparse matrix and the unit matrix. 前記修正疎行列を生成するステップにおいて、1つの行に対して複数の行をmod2加算し、
前記修正パリティ検査行列を生成するステップにおいて、前記1つの行に対して前記複数の行をmod2加算する請求項1に記載の行列生成方法。
In the step of generating the modified sparse matrix, mod2 is added to a plurality of rows for one row;
2. The matrix generation method according to claim 1, wherein, in the step of generating the modified parity check matrix, mod2 is added to the plurality of rows with respect to the one row.
前記修正疎行列を生成するステップにおいて、1つの列に対して、複数の列をmod2加算し、
前記修正パリティ検査行列を生成するステップにおいて、前記1つの列に対応する行に対して前記複数の列に対応する複数の行をmod2加算する請求項2に記載の行列生成方法。
In the step of generating the modified sparse matrix, mod2 is added to a plurality of columns for one column;
The matrix generation method according to claim 2, wherein in the step of generating the modified parity check matrix, a plurality of rows corresponding to the plurality of columns are added mod 2 to a row corresponding to the one column.
前記修正疎行列を生成するステップにおいて、1つの行を複数の行にmod2加算し、
前記修正パリティ検査行列を生成するステップにおいて、前記1つの行を前記複数の行にmod2加算する請求項1に記載の行列生成方法。
In the step of generating the modified sparse matrix, mod2 is added to one row to a plurality of rows;
The matrix generation method according to claim 1, wherein in the step of generating the modified parity check matrix, the one row is added mod 2 to the plurality of rows.
前記修正疎行列を生成するステップにおいて、1つの列を複数の列にmod2加算し、
前記修正パリティ検査行列を生成するステップにおいて、前記1つの列に対応する行を前記複数の列に対応する複数の行にmod2加算する請求項2に記載の行列生成方法。
In the step of generating the modified sparse matrix, one column is mod2 added to a plurality of columns;
3. The matrix generation method according to claim 2, wherein in the step of generating the modified parity check matrix, mod2 is added to a plurality of rows corresponding to the plurality of columns to a row corresponding to the one column.
請求項3に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成されたパリティ検査行列を用いてLDPC符号語を生成するLDPC符号化回路と、
請求項3に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成された修正パリティ検査行列を用いて前記LDPC符号語の復号を行うLDPC復号化回路と、
を有する符号化復号化装置。
An LDPC encoding circuit that generates an LDPC codeword using a parity check matrix generated in advance by the matrix generation device according to claim 3,
An LDPC decoding circuit that decodes the LDPC codeword using a modified parity check matrix generated in advance by the matrix generation device according to claim 3;
An encoding / decoding device having:
請求項5に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成された生成行列を用いてLDPC符号語を生成するLDPC符号化回路と、
請求項3に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成された修正パリティ検査行列を用いて前記LDPC符号語の復号を行うLDPC復号化回路と、
を有する符号化復号化装置。
An LDPC encoding circuit that generates an LDPC codeword using a generation matrix generated in advance by the matrix generation device according to claim 5;
An LDPC decoding circuit that decodes the LDPC codeword using a modified parity check matrix generated in advance by the matrix generation device according to claim 3;
An encoding / decoding device having:
請求項4に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成されたパリティ検査行列を用いてLDPC符号語を生成するLDPC符号化回路と、
請求項4に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成された修正パリティ検査行列を用いて前記LDPC符号語の復号を行うLDPC復号化回路と、
を有する符号化復号化装置。
An LDPC encoding circuit that generates an LDPC codeword using a parity check matrix generated in advance by the matrix generation device according to claim 4,
An LDPC decoding circuit that decodes the LDPC codeword using a modified parity check matrix generated in advance by the matrix generation device according to claim 4,
An encoding / decoding device having:
請求項6に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成された生成行列を用いてLDPC符号語を生成するLDPC符号化回路と、
請求項4に記載の行列生成装置によってあらかじめ生成された修正パリティ検査行列を用いて前記LDPC符号語の復号を行うLDPC復号化回路と、
を有する符号化復号化装置。
An LDPC encoding circuit that generates an LDPC codeword using a generation matrix generated in advance by the matrix generation device according to claim 6;
An LDPC decoding circuit that decodes the LDPC codeword using a modified parity check matrix generated in advance by the matrix generation device according to claim 4,
An encoding / decoding device having:
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