GENERACIÓN DE MATRIZ DE COMPROBACIÓN PARA CÓDIGOS DE COMPROBACIÓN DE PARIDAD DE BAJA DENSIDAD (LDPC) IRREGULARES CON TASA DE CÓDIGO DETERMINADA.

Generación de matriz de comprobación para códigos de comprobación de paridad de baja densidad (ldpc) irregulares con tasa de código determinada. ÁMBITO TÉCNICO La presente invención se refiere a un método y a un aparato para generar una matriz de comprobación para un código de comprobación de paridad de baja densidad (LDPC) que se aplica como un código de corrección de errores y, más particularmente, a un método y a un aparato para la generación de una matriz de comprobación capaz de buscar una matriz de comprobación definida y de característica estabilizada del código de LDPC. TÉCNICA ANTERIOR Más adelante se explicará un método convencional de generación de matrices de comprobación para códigos de LDPC. En un sistema convencional de codificación/decodificación de códigos de LDPC, un aparato de comunicación en un lado emisor tiene un codificador y un modulador. Por otro lado, un aparato en el lado receptor tiene un desmodulador y un decodificador. Antes de la explicación del método convencional de generación de matrices de comprobación para códigos de LDPC, se explican primero los flujos de codificación y decodificación utilizando códigos de LDPC. En el lado emisor, el codificador genera una matriz de comprobación H de acuerdo con el método convencional que se describe más adelante. Entonces, se obtiene una matriz generadora G basándose en la siguiente condición. G: k x n matriz (k: longitud de la información, n: longitud de la palabra de código) GH T = 0 (T denota transposición) El codificador recibe entonces un mensaje (m1 m2... mk) de una longitud k de información, y genera una palabra de código C utilizando la matriz generadora G. C = (m1 m2... mk) G = (c1 c2... cn) (donde H (c1 c2... cn) T = 0) El modulador somete a la palabra generada C del código a una modulación digital, tal como una modulación por desplazamiento de fase bivalente (BPSK), modulación por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) y modulación de amplitud en cuadratura (QAM) de varios valores, y envía la señal modulada. En el lado receptor por otro lado, el desmodulador recibe la señal modulada a través del canal, y la somete a una desmodulación digital, tal como BPSK, QPSK, y QAM de múltiples valores. Entonces, el decodificador realiza una decodificación iterativa mediante un "algoritmo de suma-producto" con respecto al resultado desmodulado que se codifica con LDPC, y envía un resultado estimado (que corresponde al m1 m2... mk original). Más adelante se explicará un método convencional de generación de matrices de comprobación para códigos de LDPC. Como matriz de comprobación para códigos de LDPC se propone la siguiente matriz en R.G. Gallager, "Códigos de comprobación de paridad de baja densidad", M.I.T. Press, Cambridge, MA, 1963 (véase la Fig. 16). La matriz que se muestra en la Fig. 16 es una matriz binaria de "1" y "0", en la que se crea un parte de "1". Otras partes son todas "0". En esta matriz, el número de "1" (unos) en una fila (expresados como peso de fila) es igual a 4, y el número de "1" en una columna (expresados como peso de columna) es igual a tres. Todas las columnas y las filas tienen respectivos pesos uniformes. Por lo tanto, generalmente se llama un "código de LDPC regular". En los códigos de la literatura que no es de patentes 1, la matriz se separa en tres bloques, por ejemplo, y el segundo y tercer bloques son sometidos a una permutación aleatoria, como se muestra en la Fig. 16. Debido a que la permutación aleatoria no tiene ninguna regla determinada, es necesario ejecutar una búsqueda lenta por ordenador para encontrar los códigos con una mejor característica. En el documento "Códigos de comprobación de paridad de baja densidad basados en geometrías finitas: un redescubrimiento", de Y. Kou, Lin S., y Fossorier MPC, ISIT 2000, pág. 200, Sorrento, Italia, 25 a 30 de junio de 2000 se propone un método que utiliza códigos de geometría euclidiana como códigos de LDPC que exhiben una característica relativamente estable y satisfactoria y pueden generar definitivamente una matriz sin el uso de la búsqueda por ordenador. Este método explica el "código de LDPC regular" consistente en conjuntos regulares. La segunda literatura propone un método para generar una matriz de comprobación para códigos de LDPC usando los códigos de geometría euclidiana EG (2, 2 6 ) como una especie de códigos geométricos finitos. Este método consigue una característica que se encuentra cerca, pero a 1,45 decibelios del límite de Shannon con una tasa de 2   error de 10 -4 . La Fig. 17 es un diagrama de una configuración de los códigos de geometría euclidiana EG (2, 2 2 ), que tiene una estructura de "Códigos de LDPC regulares" con pesos de filas y columnas de 4 y 4, respectivamente. Los códigos de geometría euclidiana EG (m, 2 s ) tienen una característica definida de la siguiente manera: Longitud de código: n = 2 2s -1 Longitud de bit redundante: n-k = 3 s -1 Longitud de la información: k = 2 2s -3 s Distancia mínima: dmin = 2 s + 1 Densidad: r = 2 s / (2 2 s-1). Como se puede observar en la Fig. 17, los códigos de geometría euclidiana tienen una estructura con una ubicación cíclicamente cribada de "1" en cada fila de una fila adyacente. Esta estructura puede configurar característicamente códigos con facilidad y definitivamente. El método de generación de una matriz de comprobación en la segunda literatura incluye, además, el cambio de los pesos de fila y columna basándose en los códigos de geometría euclidiana para ampliar las filas y columnas, si es necesario. Por ejemplo, cuando un peso en la columna en EG (2, 2 2 ) se separa en dos mitades, en la segunda literatura, cada uno de los otros cuatro pesos situados en una columna se separa en dos grupos. La Fig. 18 es un diagrama de un ejemplo de separación regular del peso de columna desde 4 a 2. Por otro lado, el documento "Mejores códigos de comprobación de paridad de baja densidad utilizando gráficos irregulares y propagación de creencia" de M. G. Luby, M. Mitzenmacher, M. A. Shokrollahi y D. A. Spielman, Actas del Simposio Internacional IEEE 1998 en la Teoría de la Información, página 171, Cambridge, Massachusetts, agosto del 16 al 21 de 1998 ", ha señalado que los "códigos de LDPC irregulares" tienen una mejor característica que los "códigos de LDPC regulares". Esto se analiza teóricamente en el documento "La capacidad de los códigos de comprobación de paridad de baja densidad bajo decodificación de paso de mensajes" de T. J. Richardson y R. Urbanke, IEEE Transacciones en teoría de la información, vol. 47, N º 2, págs. 599-618, febrero de 2001 y el documento "Análisis de la decodificación de suma-producto de códigos de comprobación de paridad de baja densidad utilizando una aproximación Gaussiana" de S. Y. Chung, T. J. Richardson, y R. Urbanke, IEEE Transacciones en teoría de la información, vol. 47, N º 2, pp 657-670, febrero de 2001". Los "códigos de LDPC irregulares" representan los códigos de LDPC que no tienen uniformidad en uno o ambos de los pesos de fila y de columna. En particular, en la quinta literatura, se analiza un "algoritmo de suma-producto" para códigos de LDPC en el supuesto de que una relación de similitud (LLR) entre una entrada y una salida en un decodificador iterativo se puede aproximar en una distribución Gaussiana, para derivar un conjunto satisfactorio de pesos de filas y de columnas. De acuerdo con el método convencional de generación de matrices de comprobación los códigos de LDPC descritos en la quinta literatura, sin embargo, el número de puntos "1" en una fila (que corresponde a una distribución de grado de nodos variables que se describe más adelante) y el número de puntos "1" en una columna (que corresponde a una distribución de grado de nodos de comprobación que se describe más adelante) son empleados como variables para obtener la distribución de grado de los nodos variables y la distribución de grado de los nodos de comprobación que puede maximizar la siguiente ecuación (1) (tasa: tasa de codificación) . En otras palabras, en programación lineal se utiliza para buscar un conjunto que minimiza una relación de señal a ruido (SNR). Por lo tanto, surge el problema de que una matriz de comprobación derivada del máximo de la "tasa" tiene una característica inestable y que varía continuamente. Además, el método convencional de generación de matrices de comprobación para códigos de LDPC ejecuta reiterativamente la derivación de la distribución de grado de los nodos variables y la derivación de la distribución de grado de los nodos de comprobación durante ciertos momentos. Por lo tanto, surge el problema de que, en cierta medida, la búsqueda lleva tiempo. El documento "Códigos de comprobación de paridad de baja densidad reticular y su aplicación en los sistemas de respuesta parcial"... [Seguir leyendo]

1. Un método de comunicación, comprendiendo el método las etapas de: generar una matriz de comprobación para un código de comprobación de paridad de baja densidad irregular; utilizar la matriz de comprobación generada para la codificación de un mensaje generando con ello una palabra de código; y modular la palabra de código generada; en el que la etapa del método de generación de una matriz de comprobación comprende las siguientes etapas: determinar (S1) una tasa de codificación; y caracterizado porque comprende además: generar (S2) una matriz básica que satisface las condiciones de que "los pesos de las filas y columnas son constantes" y "la longitud del ciclo más pequeño es igual o superior a seis"; determinar (S3) el número de columnas y el número de filas de la matriz de comprobación que finalmente se obtendrá; reorganizar (S4) filas de la matriz básica generada, sobre la base de una ecuación de relación específica; obtener (S5) provisionalmente un conjunto de pesos de fila y pesos de columna del código de comprobación de paridad de baja densidad mediante la ejecución de una optimización por aproximación Gaussiana sobre la base de una condición predeterminada antes de la eliminación de filas; eliminar (S6) filas de la matriz básica reorganizada en orden desde la parte inferior teniendo en cuenta el número de filas después de una división, es decir, el número de filas de la matriz de comprobación que se obtendrá finalmente; obtener (S7) un conjunto óptimo de pesos de fila y de pesos de columna del código de comprobación de paridad de baja densidad mediante la ejecución de la optimización por la aproximación Gaussiana sobre la base de una condición predeterminada después de la eliminación de filas; y dividir aleatoriamente las filas y las columnas de la matriz básica después de la eliminación de filas basándose en el conjunto óptimo, en el que: se genera una matriz básica sobre la base de una estructura reticular de enteros que satisface las condiciones de que "los pesos de las filas y las columnas son constantes" y "la longitud del ciclo más pequeño es ocho", ya que la matriz básica que satisface las condiciones de que "los pesos de las filas y las columnas son constantes" y "la longitud del ciclo más pequeño es igual o superior a seis ". 2. El método según la reivindicación 1, en el que la ecuación relacional específica utilizada en la etapa de reorganización del método es una ecuación que puede reorganizar las filas de la matriz básica generada de modo que se sitúan en posiciones más altas en las columnas. 3. El método según la reivindicación 1, en el que, en la aproximación Gaussiana, se obtiene un conjunto de pesos óptimos de fila y un conjunto de pesos óptimos de columna utilizando una sola programación lineal para maximizar el ruido Gaussiano con tasa fija de codificación. 4. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que, en la etapa de división del método, se genera un cuadrado latino de una secuencia aleatoria básica, y se extrae un "1" de cada fila y cada columna en la matriz básica después de la eliminación de filas, dividiendo con ello cada columna y cada fila aleatoriamente basándose en el cuadrado latino. 5. Un aparato que comprende: unos medios para generar una matriz de comprobación para un código de comprobación de paridad de baja densidad irregular; un codificador adaptado para utilizar la matriz de comprobación generada para la codificación de un mensaje adaptado con ello para generar una palabra de código; y un modulador para modular la palabra de código generada; los medios para generar una matriz de comprobación para un código de comprobación de paridad de baja densidad comprenden: una unidad de determinación de tasa de codificación configurada para determinar una tasa de codificación; caracterizada porque comprende además: una unidad de generación de matriz básica configurada para generar una matriz básica que satisface las condiciones de que "los pesos de las filas y columnas son constantes" y "la longitud del ciclo más pequeño es igual o superior a seis"; una unidad de reorganización configurada para reorganizar las filas de la matriz básica generada, basándose en una ecuación de relación específica, 13   una primera unidad de obtención de pesos configurada para obtener provisionalmente un conjunto de pesos de fila y pesos de columna del código de comprobación de paridad de baja densidad mediante la ejecución de una optimización por aproximación Gaussiana sobre la base de una condición predeterminada antes de la eliminación de filas; una unidad de eliminación de filas configurada para eliminar filas de la matriz básica reorganizada en orden desde la parte inferior teniendo en cuenta el número de filas después de una división, es decir, el número de filas de la matriz de comprobación que se obtendrá finalmente; una segunda unidad de obtención de pesos configurada para obtener un conjunto óptimo de pesos de fila y pesos de columna del código de comprobación de paridad de baja densidad mediante la ejecución de una optimización por aproximación Gaussiana sobre la base de una condición predeterminada antes de la eliminación de filas; y una unidad de división configurada para dividir aleatoriamente las filas y las columnas de la matriz básica después de la eliminación de filas basada en el conjunto óptimo; en el que: dicha unidad de generación de matriz básica se configura para generar una matriz básica sobre la base de una estructura reticular de enteros que satisface las condiciones de que "los pesos de las filas y las columnas son constantes" y "la longitud del ciclo más pequeño es ocho", ya que la matriz básica que satisface las condiciones de que "los pesos de las filas y las columnas son constantes" y "la longitud del ciclo más pequeño es igual o superior a seis ". 14     16   17   18   19     21   22   23   24