数据处理装置和数据处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术关于能够增强关于数据差错的容限的数据处理装置和数据处理方法。LDPC编码器（115）根据码长是16200位且码率是4/15、7/15或者8/15的LDPC码执行编码。LDPC编码的奇偶校验矩阵（H）通过在列方向上以每360列的周期设置奇偶校验矩阵（H）的信息矩阵的元素1而做出，信息矩阵由奇偶校验矩阵的初始值表确定，该奇偶校验矩阵初始值表每360列显示指示与信息长度对应的信息矩阵的元素1的位置，该信息长度对应于码长和码率。例如，奇偶校验矩阵初始值表用于对移动终端的数字广播。本技术可以应用于执行LDPC编码和LDPC解码时。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数据处理装置和数据处理方法
本技术涉及数据处理装置和数据处理方法，且具体地说涉及例如能够改进抗数据差错的数据处理装置和数据处理方法。
技术介绍
LDPC（低密度奇偶校验）码具有高纠错能力，且近年来，例如，其开始广泛地用作包括数字卫星广播的传输方案（比如欧洲使用的DVB（数字视频广播）-S.2）（例如，参考非专利文件1）。也考虑对下一代数字地面广播采用LDPC码。近来的研究证明随着使得LDPC码的码长更长，其可以获得接近香农极限的性能以及turbo码等的性能。LDPC码的特征在于通过其最小距离与码长成正比的特征，而具有其块差错率特性优良且几乎不发生在turbo码等的解码特性中观察到的所谓的最低误码率现象的优点。在下文中具体地描述这种LDPC码。同时，LDPC码是线性码且不需要是二进制码；然而，在这里描述为假定其是二进制码。LDPC码的最大特性是定义LDPC码的奇偶校验矩阵是稀疏的。在这里，稀疏矩阵是其中矩阵的元素“1”数目非常小（大部分元素是0）的矩阵。图1图示LDPC码的奇偶校验矩阵H的实例。在图1的奇偶校验矩阵H中，每个列的权重（列权重）（“1”的数目）是“3”且每个行的权重（行权重）是“6”。在LDPC码的编码（LDPC编码）中，例如，通过基于奇偶校验矩阵H的生成矩阵G的生成以及生成矩阵G与二进制信息位的相乘来生成代码字（LDPC码）。具体地说，执行LDPC编码的编码装置首先在奇偶校验矩阵H及其转置矩阵HT之间计算满足等式GHT=0的生成矩阵G。在这里，当生成矩阵是K×N矩阵时，编码装置将K信息位的位列（矢量u）乘以生成矩阵G以生成由N位构成的代码字c（=uG）。通过预定通信信道在接收侧上接收由编码装置生成的代码字（LDPC码）。可以通过由Gallager作为概率解码提出的算法执行LDPC码的解码，该算法是通过在由变量节点（也称为消息节点）和校验节点构成的所谓的Tanner曲线图上的置信传播的消息传递算法。在下文中，变量节点和校验节点适当地和简单地称为节点。图2图示LDPC码的解码的过程。同时，由对数似然比表示在接收侧上接收的LDPC码（一个代码字）的第i码位的值是“0”的可能性的实际值（接收LLR）在下文中适当地称为接收值u0i。从校验节点输出的消息设置为uj且从变量节点输出的消息设置为vi。首先，在LDPC码的解码中，如图2所示，在步骤S11接收LDPC码，消息（校验节点消息）uj被初始化为“0”，且作为重复处理的计数器的整数变量k被初始化为“0”，且过程转入步骤S12。在步骤S12，基于通过接收LDPC码获得的接收值u0i通过以等式（1）表示的操作（变量节点操作）获得消息（变量节点消息）vi，并基于消息vi通过以等式（2）表示的操作（校验节点操作）获得消息uj。[等式1][等式2]在这里，等式（1）和（2）中的dv和dc是指示奇偶校验矩阵H的垂直方向（列）和水平方向（行）上“1”的数目的参数（其可以可选地选择），且例如在（3，6）码的情况中设置dv=3和dc=6。同时，在等式（1）中的变量节点操作和等式（2）中的校验节点操作中，从要从其输出消息操作的边缘（彼此连接变量节点和校验节点的线）输入的消息不是操作的目标，以使得操作的范围是1到dv-1或者1到dc-1。并且，预先创建由相对于两个输入v1和v2的一个输出定义的以等式（3）表示的函数R（v1，v2）的表，且如以等式（4）表示地连续地（递归地）使用该表以实际地执行等式（2）中的校验节点操作。[等式3]x＝2tanh-1{tanh(b1/2)tanh(v2/2)}＝R(v1，V2)...(3)[等式4]uj＝R(v1，R(v2，R(v3，...R(Vdo-2，vdc-1))))...(4)在步骤S12，变量k递增1且过程转入步骤S13。在步骤S13，判断变量k是否大于重复解码的预定次数C。当在步骤S13判断变量k不大于C时，过程返回到步骤S12且在下面重复地执行类似的处理。并且，当在步骤S13判断变量k大于C时，过程转入步骤S14以执行以等式（5）表示的操作，以使得获得作为要最终输出的解码结果的消息vi以输出，且LDPC码的解码处理结束。[等式5]在这里，不同于等式（1）中的变量节点操作，使用来自连接到变量节点的全部边缘的消息uj执行等式（5）中的操作。图3图示（3,6）LDPC码（码率1/2且码长12）的奇偶校验矩阵H的实例。在图3的奇偶校验矩阵H中，如在图1中，列权重是3且行权重是6。图4图示图3中的奇偶校验矩阵H的Tanner曲线图。在这里，在图4中，校验节点由加号“+”表示且变量节点由等号“=”表示。校验节点和变量节点分别对应于奇偶校验矩阵H的行和列。校验节点和变量节点之间的连接是边缘，其对应于奇偶校验矩阵的元素“1”。就是说，当奇偶校验矩阵的第j行第i列元素是1时，在图4中，从顶部开始的第i变量节点（“=”的节点）和从顶部开始的第j校验节点（“+”的节点）由边缘彼此连接。边缘指示对应于变量节点的码位具有对应于校验节点的约束条件。在作为LDPC码的解码方法的和积算法中，重复地执行变量节点操作和校验节点操作。图5图示在变量节点中执行的变量节点操作。在变量节点中，使用来自连接到变量节点的其他边缘的消息u1和u2以及接收值u01通过等式（1）中的变量节点操作获得要计算的对应于边缘的消息vi。类似地获得对应于另一边缘的消息。图6图示在校验节点中执行的校验节点操作。在这里，等式（2）中的校验节点操作可以使用等式a×b=exp{ln(|a|)+ln(|b|)}×sign(a)×sign(b)的关系重写为等式（6）。Sign(x)在当满足x≥0时是1，且在满足x<0时是-1。[等式6]在满足x≥0时由等式φ(x)=ln(tanh(x/2))定义函数φ(x)时，满足等式φ-1(x)=2tanh-1(e-x)，以使得等式（6）可以变形为等式（7）。[等式7]在校验节点中，根据等式（7）执行等式（2）中的校验节点操作。就是说，在校验节点中，如图6所示，使用来自连接到校验节点的其他边缘的消息v1、v2、v3、v4和v5通过等式（7）中的校验节点操作获得对应于要计算的边缘的消息uj。类似地获得对应于另一边缘的消息。同时，当满足x>0时，等式（7）中的函数φ(x)可以由等式φ(x)=ln((ex+1)/(ex-1))和φ(x)=φ-1(x)表示。当以硬件实现函数φ(x)和φ-1(x)时，存在使用LUT（查询表）实现它们的情况，且同一LUT用于两者。引文列表非专利文件非专利文件1:DVB-S.2：ETSIEN302307V1.1.2（2006-06）
技术实现思路
技术问题在作为数字卫星广播的标准的DVB-S.2和作为下一代数字地面广播的标准的DVB-T.2中采用LDPC码。此外，计划在作为下一代数字CATV（有线电视）广播的标准的DVB-C.2中采用LDPC码。在符合比如DVB-S.2之类的DVB标准的数字广播中，使得LDPC码是比如QPSK（四相移相键控）之类的正交调制（数字调制）的码元（码元化）且码元映射到要传输的信号点上。在LDPC码的码元化中，以两个或更多码位为单位执行LDPC码的码位的交换，且使得交换之后的码位是码元位。提出了用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.28 JP 2010-292210;2011.01.13 JP 2011-005181.一种数据处理装置，包括：编码器，基于LDPC(低密度奇偶校验)码的奇偶校验矩阵将信息位编码为其码长是16200位且码率是4/15的代码字，其中编码的LDPC码包括信息位和奇偶校验位，奇偶校验矩阵包括与信息位对应的信息矩阵部分和与奇偶校验位对应的奇偶性矩阵部分，奇偶校验矩阵是M×N矩阵，信息矩阵是M×K矩阵且奇偶性矩阵是M×M矩阵，LDPC码的奇偶校验矩阵的奇偶性矩阵具有其中以步进方式排列元素1的阶梯结构，并且使用奇偶校验矩阵产生其中奇偶性矩阵具有阶梯结构的奇偶校验矩阵的LDPC码，信息矩阵部分由奇偶校验矩阵初始值表表示，且奇偶校验矩阵初始值表是对于每360列指示信息矩阵部分的元素1的位置的表，如下：1953233125452623465350125700645868757605769478818416875891819555957899321006811479116995147842059212923862454339651846624682575337861911694739601104321101111159113781152811598483130317352291330236484222452255116626680474047752798281088930915197939876107861187919567572902099711315787445837368056857861511179798380221001711748493988611044411661227837336265100094494797410649890911030116963131996410480，其中，奇偶校验矩阵的第2+360×(i-1)列是通过由奇偶校验矩阵初始值表指示的第1+360×(i-1)列向下循环移位q＝M/360而获得的列，i表示奇偶校验矩阵初始表的行数且M表示奇偶性矩阵的列数，至于奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列，奇偶校验矩阵初始值表的第i行指示奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列的元素1的行号，至于除了奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列之外的从第2+360×(i-1)列到第360×i列的每一列，当奇偶校验矩阵初始值表的第i行第j列值、奇偶校验矩阵H的第w列的第j元素1的行号和奇偶性矩阵的列数分别表示为hi,j、Hw-j和M时，除了奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列之外的第w列的元素1的行号Hw-j由等式Hw-j＝mod{hi,j+mod((w-1),360)×M/360,M}表示。2.一种数据处理装置，包括：编码器，基于LDPC(低密度奇偶校验)码的奇偶校验矩阵将信息位编码为其码长是16200位且码率是7/15的代码字，其中编码的LDPC码包括信息位和奇偶校验位，奇偶校验矩阵包括与信息位对应的信息矩阵部分和与奇偶校验位对应的奇偶性矩阵部分，奇偶校验矩阵是M×N矩阵，信息矩阵是M×K矩阵且奇偶性矩阵是M×M矩阵，LDPC码的奇偶校验矩阵的奇偶性矩阵具有其中以步进方式排列元素1的阶梯结构，并且使用奇偶校验矩阵产生其中奇偶性矩阵具有阶梯结构的奇偶校验矩阵的LDPC码，信息矩阵部分由奇偶校验矩阵初始值表表示，且奇偶校验矩阵初始值表是对于每360列指示信息矩阵部分的元素1的位置的表，如下：313731432798315972028304332174109602061786535656071467180740877907893812383138526861686383561197120818391903271230883537409143014919506860256195632463786686682975587745804283828587860218187111514171463230023283502380546774827555159686394641267537169752476957976806981188522858271427132726296430553220333434595557576558416290641965736856778679378156828683278384844885398559345279358092862356195530008242180940947991848922206455784985481006257632476976217760487795829514132595744685942101371475418531105961748431444636528257085875839033225223797519746538283598539386249067249754212232148819597620015005，其中，奇偶校验矩阵的第2+360×(i-1)列是通过由奇偶校验矩阵初始值表指示的第1+360×(i-1)列向下循环移位q＝M/360而获得的列，i表示奇偶校验矩阵初始表的行数且M表示奇偶性矩阵的列数，至于奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列，奇偶校验矩阵初始值表的第i行指示奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列的元素1的行号，至于除了奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列之外的从第2+360×(i-1)列到第360×i列的每一列，当奇偶校验矩阵初始值表的第i行第j列值、奇偶校验矩阵H的第w列的第j元素1的行号和奇偶性矩阵的列数分别表示为hi,j、Hw-j和M时，除了奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列之外的第w列的元素1的行号Hw-j由等式Hw-j＝mod{hi,j+mod((w-1),360)×M/360,M}表示。3.一种数据处理装置，包括：编码器，基于LDPC(低密度奇偶校验)码的奇偶校验矩阵将信息位编码为其码长是16200位且码率是8/15的代码字，其中编码的LDPC码包括信息位和奇偶校验位，奇偶校验矩阵包括与信息位对应的信息矩阵部分和与奇偶校验位对应的奇偶性矩阵部分，奇偶校验矩阵是M×N矩阵，信息矩阵是M×K矩阵且奇偶性矩阵是M×M矩阵，LDPC码的奇偶校验矩阵的奇偶性矩阵具有其中以步进方式排列元素1的阶梯结构，并且使用奇偶校验矩阵产生其中奇偶性矩阵具有阶梯结构的奇偶校验矩阵的LDPC码，信息矩阵部分由奇偶校验矩阵初始值表表示，且奇偶校验矩阵初始值表是对于每360列指示信息矩阵部分的元素1的位置的表，如下：3238443059112961976199921372175363842144304448646624999517457006969711571387189178818811910272445044928497356165686571858466523689369947074710072777399747674807537279128242927419642984800494853615401568858185862596960296244664569627203730274547534574146118262056206923872794334933664951582658345903664067626786685970437418743175541417867582389093012091311289843394600520364856549697072087218729874547457746240754188731375535145601871487507319848586983703331705126562569012839609370717450113735541324975400723820675172571418897173732917952773349926952944673532214625589716906122681650136839735816016849741521807389754321216838705419483109504627210157464，其中，奇偶校验矩阵的第2+360×(i-1)列是通过由奇偶校验矩阵初始值表指示的第1+360×(i-1)列向下循环移位q＝M/360而获得的列，i表示奇偶校验矩阵初始表的行数且M表示奇偶性矩阵的列数，至于奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列，奇偶校验矩阵初始值表的第i行指示奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列的元素1的行号，至于除了奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列之外的从第2+360×(i-1)列到第360×i列的每一列，当奇偶校验矩阵初始值表的第i行第j列值、奇偶校验矩阵H的第w列的第j元素1的行号和奇偶性矩阵的列数分别表示为hi,j、Hw-j和M时，除了奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列之外的第w列的元素1的行号Hw-j由等式Hw-j＝mod{hi,j+mod((w-1),360)×M/360,M}表示。4.根据权利要求1到3中的任何一个所述的数据处理装置，进一步包括：奇偶性交织器，仅交织LDPC码的奇偶校验位。5.根据权利要求1到3中的任何一个所述的数据处理装置，进一步包括：列扭转交织器，通过在列方向上移位的同时记录LDPC码的代码位来执行列扭转交织。6.根据权利要求1到3中的任何一个所述的数据处理装置，其中q设置为33。7.一种数据处理方法，包括：编码步骤，基于LDPC(低密度奇偶校验)码的奇偶校验矩阵将信息位编码为其码长是16200位且码率是4/15的代码字，其中编码的LDPC码包括信息位和奇偶校验位，奇偶校验矩阵包括与信息位对应的信息矩阵部分和与奇偶校验位对应的奇偶性矩阵部分，奇偶校验矩阵是M×N矩阵，信息矩阵是M×K矩阵且奇偶性矩阵是M×M矩阵，LDPC码的奇偶校验矩阵的奇偶性矩阵具有其中以步进方式排列元素1的阶梯结构，并且使用奇偶校验矩阵产生其中奇偶性矩阵具有阶梯结构的奇偶校验矩阵的LDPC码，信息矩阵部分由奇偶校验矩阵初始值表表示，且奇偶校验矩阵初始值表是对于每360列指示信息矩阵部分的元素1的位置的表，如下：1953233125452623465350125700645868757605769478818416875891819555957899321006811479116995147842059212923862454339651846624682575337861911694739601104321101111159113781152811598483130317352291330236484222452255116626680474047752798281088930915197939876107861187919567572902099711315787445837368056857861511179798380221001711748493988611044411661227837336265100094494797410649890911030116963131996410480，其中，奇偶校验矩阵的第2+360×(i-1)列是通过由奇偶校验矩阵初始值表指示的第1+360×(i-1)列向下循环移位q＝M/360而获得的列，i表示奇偶校验矩阵初始表的行数且M表示奇偶性矩阵的列数，至于奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列，奇偶校验矩阵初始值表的第i行指示奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列的元素1的行号，至于除了奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列之外的从第2+360×(i-1)列到第360×i列的每一列，当奇偶校验矩阵初始值表的第i行第j列值、奇偶校验矩阵H的第w列的第j元素1的行号和奇偶性矩阵的列数分别表示为hi,j、Hw-j和M时，除了奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列之外的第w列的元素1的行号Hw-j由等式Hw-j＝mod{hi,j+mod((w-1),360)×M/360,M}表示。8.一种数据处理方法，包括：编码步骤，基于LDPC(低密度奇偶校验)码的奇偶校验矩阵将信息位编码为其码长是16200位且码率是7/15的代码字，其中编码的LDPC码包括信息位和奇偶校验位，奇偶校验矩阵包括与信息位对应的信息矩阵部分和与奇偶校验位对应的奇偶性矩阵部分，奇偶校验矩阵是M×N矩阵，信息矩阵是M×K矩阵且奇偶性矩阵是M×M矩阵，LDPC码的奇偶校验矩阵的奇偶性矩阵具有其中以步进方式排列元素1的阶梯结构，并且使用奇偶校验矩阵产生其中奇偶性矩阵具有阶梯结构的奇偶校验矩阵的LDPC码，信息矩阵部分由奇偶校验矩阵初始值表表示，且奇偶校验矩阵初始值表是对于每360列指示信息矩阵部分的元素1的位置的表，如下：313731432798315972028304332174109602061786535656071467180740877907893812383138526861686383561197120818391903271230883537409143014919506860256195632463786686682975587745804283828587860218187111514171463230023283502380546774827555159686394641267537169752476957976806981188522858271427132726296430553220333434595557576558416290641965736856778679378156828683278384844885398559345279358092862356195530008242180940947991848922206455784985481006257632476976217760487795829514132595744685942101371475418531105961748431444636528257085875839033225223797519746538283598539386249067249754212232148819597620015005，其中，奇偶校验矩阵的第2+360×(i-1)列是通过由奇偶校验矩阵初始值表指示的第1+360×(i-1)列向下循环移位q＝M/360而获得的列，i表示奇偶校验矩阵初始表的行数且M表示奇偶性矩阵的列数，至于奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列，奇偶校验矩阵初始值表的第i行指示奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列的元素1的行号，至于除了奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列之外的从第2+360×(i-1)列到第360×i列的每一列，当奇偶校验矩阵初始值表的第i行第j列值、奇偶校验矩阵H的第w列的第j元素1的行号和奇偶性矩阵的列数分别表示为hi,j、Hw-j和M时，除了奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列之外的第w列的元素1的行号Hw-j由等式Hw-j＝mod{hi,j+mod((w-1),360)×M/360,M}表示。9.一种数据处理方法，包括：编码步骤，基于LDPC(低密度奇偶校验)码的奇偶校验矩阵将信息位编码为其码长是16200位且码率是8/15的代码字，其中编码的LDPC码包括信息位和奇偶校验位，奇偶校验矩阵包括与信息位对应的信息矩阵部分和与奇偶校验位对应的奇偶性矩阵部分，奇偶校验矩阵是M×N矩阵，信息矩阵是M×K矩阵且奇偶性矩阵是M×M矩阵，LDPC码的奇偶校验矩阵的奇偶性矩阵具有其中以步进方式排列元素1的阶梯结构，并且使用奇偶校验矩阵产生其中奇偶性矩阵具有阶梯结构的奇偶校验矩阵的LDPC码，信息矩阵部分由奇偶校验矩阵初始值表表示，且奇偶校验矩阵初始值表是对于每360列指示信息矩阵部分的元素1的位置的表，如下：3238443059112961976199921372175363842144304448646624999517457006969711571387189178818811910272445044928497356165686571858466523689369947074710072777399747674807537279128242927419642984800494853615401568858185862596960296244664569627203730274547534574146118262056206923872794334933664951582658345903664067626786685970437418743175541417867582389093012091311289843394600520364856549697072087218729874547457746240754188731375535145601871487507319848586983703331705126562569012839609370717450113735541324975400723820675172571418897173732917952773349926952944673532214625589716906122681650136839735816016849741521807389754321216838705419483109504627210157464，其中，奇偶校验矩阵的第2+360×(i-1)列是通过由奇偶校验矩阵初始值表指示的第1+360×(i-1)列向下循环移位q＝M/360而获得的列，i表示奇偶校验矩阵初始表的行数且M表示奇偶性矩阵的列数，至于奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列，奇偶校验矩阵初始值表的第i行指示奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列的元素1的行号，至于除了奇偶校验矩阵的第1+360×(i-1)列之外的从第2+360×(i-1)列到第360×i列的每一列，当奇偶校验矩阵初始值表的第i行第j列值、奇偶校验矩阵H的第w列的第j元素1的行号和奇偶性矩阵的...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本真纪子，篠原雄二，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：
国别省市：