(57)【要約】  構造的ＬＤＰＣの符号化、復号化方法および装置であって、上記符号化方法は、符号化に使用する基本行列を確定し、前記基本行列は１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であることと、前記基本行列および前記基本行列に対応する拡散係数Ｚにより、元情報ビット系列に対してＬＤＰＣ符号化演算を行い、符号語系列を得て、Ｚは１以上の正整数であることとを含む構造的ＬＤＰＣの符号化、復号化方法および装置。関連技術におけるＬＤＰＣエンコーダ／デコーダがインクリメンタルリダンダンシーＨＡＲＱをサポートできないおよび融通性が不十分である問題を解決した。【選択図】図５
2019517209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造的低密度パリティ検査符号ＬＤＰＣの符号化方法であって、
符号化に使用する基本行列Ｈｂを確定し、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数であり、ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、
前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であることと、
前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、元情報ビット系列に対してＬＤＰＣ符号化演算を行い、符号語系列を得て、Ｚは１以上の正整数であることと、
を含む、構造的低密度パリティ検査符号ＬＤＰＣの符号化方法。
【請求項２】
前記元情報ビット系列は、（Ｎｂ−Ｍｂ）×Ｚビットの系列であり、前記ビット符号語系列はＮｂ×Ｚビットである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は、前記行列Ｈｂの最初のＬ０行と最初のＫｂ＋４列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ＋２以下Ｋｂ−２以上であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列は１つの左下三角行列または準左下三角行列であり、および／または
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２は前記行列Ｈｂの最初のＫｂ行と最初の２＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最初の４行と最後のＫｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最後のｋｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列は、サイズが（ｋｂ−４）＊（ｋｂ−４）の左下三角行列または準左下三角行列であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行とＫｂ＋１列目〜Ｋｂ＋３列目とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、
左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目には非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素が１つのみあり、左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの準下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目の全ての要素はいずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最初のｋｂ列とのインタセクションから１つのサブ行列を構成し、このサブ行列において、各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ−２以下であり、
Ｎｂは２＊Ｋｂ以上であり、Ｌ０は４または３に等しい、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記拡散係数Ｚは１組の確定値セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３…，ｚｖ｝をサポートし、ｚ１、ｚ２、…、ｚｖは昇順に配列され、ｚｒ、ｚｓ、ｚｔ、ｚｕは前記セットにおける４つの確定値の拡散係数でｚ１≦ｚｒ≦ｚｓ≦ｚｔ≦ｚｕ≦ｚｖを満たし、Ｖ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕは下付き文字で１≦ｒ≦ｓ≦ｔ≦ｕ≦Ｖであり、Ｖは２以上の整数であり、
ｚ１≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｒである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットにおいて、少なくとも１つのビットのｇｉｒｔｈは４に等しく、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび最も重いＲ列を削除した基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、ＲはＫｂ／２以下であり、
ｚｒ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｓである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、
ｚｓ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｔである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい全ての組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは８以上であり、
ｚｔ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｕである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、
ｚｕ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｖである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは１０以上であり、
１つのＬＤＰＣ符号語の各符号語ビットは前記パリティ検査行列の各列に対応し、各符号語ビットの重量とは、対応する列における非ゼロ要素の個数を意味し、且つ、ｉ＝１，２，…，Ｖである、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記基本行列Ｈｂは、左上隅サブ行列Ｈｂ３をさらに含み、
該左上隅サブ行列Ｈｂ３は、前記基本行列Ｈｂの最初の２＊ｋｂ行と最初の３＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、Ｈｂ３の最後のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列はサイズがｋｂ＊ｋｂの単位行列または単位行列の巡回シフト行列であり、
Ｈｂ３の最初のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、
Ｈｂ３のＫｂ＋１列目〜２＊Ｋｂ列目から１つのサブ行列を構成し、該サブ行列のＬ１列において、各列における全ての非零正方行列に対応する要素は１つのみあり、このサブ行列の残りのＫｂ−Ｌ１列における全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、Ｌ１は０以上Ｋｂ未満の整数であり、
Ｎｂは３＊Ｋｂ以上である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
Ｎｂは、区間［２＊Ｋｂ，１２＊Ｋｂ］から値をとる１つの正整数である、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
Ｋｂは、２〜１６の間から値を取る１つの整数である、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
エンハンスメント型モバイルブロードバンドｅＭＭＢのシーンおよび超高信頼低遅延ＵＲＬＬＣのシーンでは、異なるＫｂの値が用いられる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
エンハンスメント型モバイルブロードバンドｅＭＭＢのシーンにおいて、エンコーダは前記Ｈｂ行列を用いてＬＤＰＣ符号の符号化を実現し、超高信頼低遅延のシーンにおいて、エンコーダは別の基本行列を用いてＬＤＰＣ符号の符号化を実現し、前記別の基本行列における全ての非零正方行列に対応する要素の行列位置インデックスペア（ｉ，ｊ）から構成されるセットは、前記基本行列における全ての非零正方行列に対応する要素の行列位置インデックスペア（ｉ，ｊ）から構成されるセットのサブセットである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記基本行列Ｈｂのｇ行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数は、ｇ＋１行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数以下であり、ｇ＝１，２，…，Ｎｂ−１である、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記基本行列Ｈｂのｊ列目における全ての非零正方行列に対応する要素はＬｊ個であり、上から下へ１つ目の要素は０であり、Ｌｊは１以上の正整数であり、ｊ＝１，…，Ｎｂである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂに対応し、且つ、各種の符号長の基本行列の非零正方行列に対応する要素は行列に現れる位置がいずれも同じ又は最大で３つが異なり、前記拡散係数Ｚは１組の確定されたセット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚＶｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、各種の符号長の非零正方行列に対応する要素の値はいずれも最大符号長の非零正方行列に対応する要素により算出され、すなわち、下記式であり、
【数１】
2019517209.tif 000084
α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであり、ｖ＝１，２，…，Ｖｍａｘであり、ｚ１、ｚ２、ｚ３、…、ｚｖｍａｘは昇順に配列され、ｚｖｍａｘは最大符号長の拡散係数であり、ｚｖはｖ個目の符号長の拡散係数であり、
【数２】
2019517209.tif 000085
は最大符号長のｉ行目とｊ列目の非０要素であり、
【数３】
2019517209.tif 000086
はｖ個目の符号長のｉ行目とｊ列目の非零正方行列に対応する要素であり、ｍｏｄはモジュロ動作であり、［］はフロア動作であり、Ｒｏｕｎｄは四捨五入動作であり、前記拡散係数ｚｖはいずれも１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎであり、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、Ｐｍａｘは４以上の整数である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂを有し、且つ、各種の符号長の基本行列の非零正方行列に対応する要素は行列に現れる位置がいずれも同じ又は最大で３つが異なり、前記拡散係数Ｚは１組の確定されたセット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚＶｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、各種の符号長の非零正方行列に対応する要素の値は、いずれも最大符号長の非零正方行列に対応する要素により算出され、少なくとも、
形態１：モジュロｍｏｄ方法：
【数４】
2019517209.tif 000087
形態２：丸め（ｓｃａｌｅ＋ｆｌｏｏｒ）方法：
【数５】
2019517209.tif 000088
形態３：四捨五入（ｓｃａｌｅ＋ｒｏｕｎｄ）方法：
【数６】
2019517209.tif 000089
における１つを含み、
α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであり、ｖ＝１，２，…，Ｖｍａｘであり、ｚ１、ｚ２、ｚ３、…、ｚｖｍａｘは昇順に配列され、ｚｖｍａｘは最大符号長の拡散係数であり、ｚｖはｖ個目の符号長の拡散係数であり、
【数７】
2019517209.tif 000090
は最大符号長のｉ行目とｊ列目の非−１要素であり、
【数８】
2019517209.tif 000091
はｖ個目の符号長のｉ行目とｊ列目の非零正方行列に対応する要素であり、ｍｏｄはモジュロ動作であり、［］はフロア動作であり、Ｒｏｕｎｄは四捨五入動作であり、前記拡散係数ｚｖはいずれも１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎであり、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、Ｐｍａｘは４以上の整数である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ｎの値は自然数セットｎｓｅｔにおける１つの要素であり、全てのｎの値から前記自然数セットｎｓｅｔを構成する、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記Ｐｍａｘは２のＸ乗に等しく、Ｘは２以上の整数である、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂに対応し、前記拡散係数Ｚは１組の確定された拡散係数セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚｖｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、前記拡散係数ｚｖは１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎであり、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、
前記元情報ビット系列に対してＬＤＰＣ符号化演算を行う前に、前記元情報ビット系列をインタリーブし、前記Ｐｍａｘ、前記ｐｌおよび前記ｎにおける少なくとも１つのパラメータにより前記インタリーブ方法を確定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記元情報ビット系列に対してＬＤＰＣ符号化演算を行った後、得られた符号語系列をデインターリーブし、前記Ｐｍａｘ、前記ｐｌおよび前記ｎにおける少なくとも１つのパラメータにより前記デインターリーブ方法を確定することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記元情報ビット系列をインタリーブすることは、符号化前の情報ビットを均等に分割し、各セグメントの長さはｐｌビットであることと、各セグメントの後ろにＰｍａｘ−ｐｌビットを添加し、添加した後の各セグメントはいずれもＰｍａｘビットを有することと、各セグメントに対して長さがＰｍａｘのバイナリビット反転ＢＲＯインタリーブを行うことと、を含み、前記Ｐｍａｘは２のＸ乗に等しく、Ｘは２以上の整数である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
得られた符号語系列をデインターリーブし、符号化後の符号語ビットを均等に分割し、各セグメントの長さはＰｍａｘビットであり、各セグメントに対して長さがＰｍａｘのバイナリビット反転ＢＲＯデインターリーブを行う、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
構造的低密度パリティ検査符号ＬＤＰＣの復号化方法であって、
復号化に使用する基本行列Ｈｂを確定し、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、
前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であることと、
前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、ビット数が予め設定された符号語に対して復号化演算を行い、元情報ビット系列を得て、Ｚは１以上の正整数であることと、
を含む、構造的低密度パリティ検査符号ＬＤＰＣの復号化方法。
【請求項２１】
前記元情報ビット系列は（Ｎｂ−Ｍｂ）×Ｚビットの系列であり、予め設定された前記ビット数はＮｂ×Ｚビットである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は、前記行列Ｈｂの最初のＬ０行と最初のＫｂ＋４列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数は、いずれもＫｂ＋２以下Ｋｂ−２以上であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列は１つの左下三角行列または準左下三角角行列であり、および／または
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２は前記行列Ｈｂの最初のＫｂ行と最初の２＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最初の４行と最後のＫｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最後のｋｂ−４列とのインタセクションはサイズが（ｋｂ−４）＊（ｋｂ−４）の左下三角行列または準左下三角行列であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行とＫｂ＋１列目〜Ｋｂ＋３列目とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、
左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目の部分には非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素が１つのみあり、左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの準下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目の部分の全ての要素はいずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最初のｋｂ列とのインタセクションから１つのサブ行列を構成し、このサブ行列において、各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ−２以下であり、
Ｎｂは２＊Ｋｂ以上であり、Ｌ０は４または３に等しい、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記拡散係数Ｚは１組の確定値セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３…，ｚｖ｝をサポートし、ｚ１、ｚ２、…、ｚｖは昇順に配列され、ｚｒ、ｚｓ、ｚｔ、ｚｕは前記セットにおける４つの確定値の拡散係数でｚ１≦ｚｒ≦ｚｓ≦ｚｔ≦ｚｕ≦ｚｖを満たし、Ｖ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕは下付き文字で１≦ｒ≦ｓ≦ｔ≦ｕ≦Ｖであり、Ｖは２以上の整数であり、
ｚ１≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｒである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットにおいて、少なくとも１つのビットのｇｉｒｔｈは４に等しく、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび最も重いＲ列を削除した基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号は、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、ＲはＫｂ／２以下であり、
ｚｒ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｓである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、
ｚｓ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｔである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい全ての組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは８以上であり、
ｚｔ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｕである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、
ｚｕ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｖである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは１０以上であり、
１つのＬＤＰＣ符号語の各符号語ビットは前記パリティ検査行列の各列に対応し、各符号語ビットの重量とは、対応する列における非ゼロ要素の個数を意味し、且つ、ｉ＝１，２，…，Ｖである、請求項２０〜請求項２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂに対応し、且つ、各種の符号長の基本行列の非零正方行列に対応する要素は行列に現れる位置がいずれも同じ又は最大で３つが異なり、前記拡散係数Ｚは１組の確定されたセット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚｖｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、各種の符号長の非零正方行列に対応する要素の値はいずれも最大符号長の非零正方行列に対応する要素により算出され、すなわち、下記式であり、
【数９】
2019517209.tif 000092
α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであり、ｖ＝１，２，…，Ｖｍａｘであり、ｚ１、ｚ２、ｚ３、…、ｚｖｍａｘは昇順に配列され、ｚｖｍａｘは最大符号長の拡散係数であり、ｚｖはｖ個目の符号長の拡散係数であり、
【数１０】
2019517209.tif 000093
は最大符号長のｉ行目とｊ列目の非０要素であり、
【数１１】
2019517209.tif 000094
はｖ個目の符号長のｉ行目とｊ列目の非零正方行列の要素であり、ｍｏｄはモジュロ動作であり、［］はフロア動作であり、Ｒｏｕｎｄは四捨五入動作であり、前記拡散係数ｚｖはいずれも１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎであり、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、Ｐｍａｘは４以上の整数である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂを有し、且つ、各種の符号長の基本行列の非零正方行列に対応する要素は行列に現れる位置がいずれも同じ又は最大で３つが異なり、前記拡散係数Ｚは１組の確定されたセット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚｖｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、各種の符号長の非零正方行列に対応する要素の値は、いずれも最大符号長の非零正方行列に対応する要素により算出され、少なくとも、
形態１：モジュロｍｏｄ方法：
【数１２】
2019517209.tif 000095
形態２：丸め（ｓｃａｌｅ＋ｆｌｏｏｒ）方法：
【数１３】
2019517209.tif 000096
形態３：四捨五入（ｓｃａｌｅ＋ｒｏｕｎｄ）方法：
【数１４】
2019517209.tif 000097
における１つを含み、
α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであり、ｖ＝１，２，…，Ｖｍａｘであり、ｚ１、ｚ２、ｚ３、…、ｚｖｍａｘは昇順に配列され、ｚｖｍａｘは最大符号長の拡散係数であり、ｚｖはｖ個目の符号長の拡散係数であり、
【数１５】
2019517209.tif 000098
は最大符号長のｉ行目とｊ列目の非零正方行列の要素であり、
【数１６】
2019517209.tif 000099
はｖ個目の符号長のｉ行目とｊ列目の非零正方行列の要素であり、ｍｏｄはモジュロ動作であり、［］はフロア動作であり、Ｒｏｕｎｄは四捨五入動作であり、前記拡散係数ｚｖはいずれも１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎであり、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、Ｐｍａｘは４以上の整数である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記ｎの値は自然数セットｎｓｅｔにおける１つの要素であり、全てのｎの値から前記自然数セットｎｓｅｔを構成する、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記Ｐｍａｘは２のＸ乗に等しく、Ｘは２以上の整数である、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂに対応し、前記拡散係数Ｚは１組の確定された拡散係数セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚｖｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、前記拡散係数ｚｖは１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎであり、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、
ビット数が予め設定された符号語に対して復号化演算を行い、元情報ビット系列を得る前に、ビット数が予め設定された符号語をインタリーブし、前記Ｐｍａｘ、前記ｐｌおよび前記ｎにおける少なくとも１つのパラメータにより前記インタリーブ方法を確定することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
ビット数が予め設定された符号語に対して復号化演算を行い、元情報ビット系列を得た後、前記元情報ビット系列をデインターリーブし、前記Ｐｍａｘ、前記ｐｌおよび前記ｎにおける少なくとも１つのパラメータにより前記デインターリーブ方法を確定することをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
構造的低密度パリティ検査符号ＬＤＰＣの符号化装置であって、確定モジュールと符号化モジュールとを備え、
前記確定モジュールは符号化に使用する基本行列Ｈｂを確定するように設けられ、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数であり、ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、
前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であり、
前記符号化モジュールは、前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、元情報ビット系列に対してＬＤＰＣ符号化演算を行い、符号語系列を得て、Ｚは１以上の正整数であるように設けられる、構造的低密度パリティ検査符号ＬＤＰＣの符号化装置。
【請求項３１】
前記元情報ビット系列は、（Ｎｂ−Ｍｂ）×Ｚビットの系列であり、前記ビット符号語系列はＮｂ×Ｚビットである、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は、前記行列Ｈｂの最初のＬ０行と最初のＫｂ＋４列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ＋２以下Ｋｂ−２以上であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列は１つの左下三角行列または準左下三角行列であり、および／または
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２は前記行列Ｈｂの最初のＫｂ行と最初の２＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最初の４行と最後のＫｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最後のｋｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列は、サイズが（ｋｂ−４）＊（ｋｂ−４）の左下三角行列または準左下三角行列であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行とＫｂ＋１列目〜Ｋｂ＋３列目とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、
左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目には非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素が１つのみあり、左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの準下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目の全ての要素はいずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最初のｋｂ列とのインタセクションから１つのサブ行列を構成し、このサブ行列において、各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ−２以下であり、
Ｎｂは２＊Ｋｂ以上であり、Ｌ０は４または３に等しい、請求項３０に記載の装置。
【請求項３３】
前記拡散係数Ｚは１組の確定値セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３…，ｚｖ｝をサポートし、ｚ１、ｚ２、…、ｚｖは昇順に配列され、ｚｒ、ｚｓ、ｚｔ、ｚｕは前記セットにおける４つの確定値の拡散係数でｚ１≦ｚｒ≦ｚｓ≦ｚｔ≦ｚｕ≦ｚｖを満たし、Ｖ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕは下付き文字で１≦ｒ≦ｓ≦ｔ≦ｕ≦Ｖであり、Ｖは２以上の整数であり、
ｚ１≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｒである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットにおいて、少なくとも１つのビットのｇｉｒｔｈは４に等しく、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび最も重いＲ列を削除した基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、ＲはＫｂ／２以下であり、
ｚｒ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｓである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、
ｚｓ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｔである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい全ての組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは８以上であり、
ｚｔ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｕである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、
ｚｕ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｖである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは１０以上であり、
１つのＬＤＰＣ符号語の各符号語ビットは前記パリティ検査行列の各列に対応し、各符号語ビットの重量とは、対応する列における非ゼロ要素の個数を意味し、且つ、ｉ＝１，２，…，Ｖである、請求項３０〜請求項３２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３４】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂに対応し、且つ、各種の符号長の基本行列の非零正方行列に対応する要素は行列に現れる位置がいずれも同じ又は最大で３つが異なり、前記拡散係数Ｚは１組の確定されたセット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚｖｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、各種の符号長の非零正方行列に対応する要素の値はいずれも最大符号長の非零正方行列に対応する要素により算出され、すなわち、下記式であり、
【数１７】
2019517209.tif 000100
α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであり、ｖ＝１，２，…，Ｖｍａｘであり、ｚ１、ｚ２、ｚ３、…、ｚｖｍａｘは昇順に配列され、ｚｖｍａｘは最大符号長の拡散係数であり、ｚｖはｖ個目の符号長の拡散係数であり、
【数１８】
2019517209.tif 000101
は最大符号長のｉ行目とｊ列目の非０要素であり、
【数１９】
2019517209.tif 000102
はｖ個目の符号長のｉ行目とｊ列目の非零正方行列の要素であり、ｍｏｄはモジュロ動作であり、［］はフロア動作であり、Ｒｏｕｎｄは四捨五入動作であり、前記拡散係数ｚｖはいずれも１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎであり、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、Ｐｍａｘは４以上の整数である、請求項３０に記載の装置。
【請求項３５】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂを有し、且つ、各種の符号長の基本行列の非零正方行列に対応する要素は行列に現れる位置がいずれも同じ又は最大で３つが異なり、前記拡散係数Ｚは１組の確定されたセット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚｖｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、各種の符号長の非零正方行列に対応する要素の値は、いずれも最大符号長の非零正方行列に対応する要素により算出され、少なくとも、
形態１：モジュロｍｏｄ方法：
【数２０】
2019517209.tif 000103
形態２：丸め（ｓｃａｌｅ＋ｆｌｏｏｒ）方法：
【数２１】
2019517209.tif 000104
形態３：四捨五入（ｓｃａｌｅ＋ｒｏｕｎｄ）方法：
【数２２】
2019517209.tif 000105
における１つを含み、
α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであり、ｖ＝１，２，…，Ｖｍａｘであり、ｚ１、ｚ２、ｚ３、…、ｚｖｍａｘは昇順に配列され、ｚｖｍａｘは最大符号長の拡散係数であり、ｚｖはｖ個目の符号長の拡散係数であり、
【数２３】
2019517209.tif 000106
は最大符号長のｉ行目とｊ列目の非零正方行列の要素であり、
【数２４】
2019517209.tif 000107
はｖ個目の符号長のｉ行目とｊ列目の非零正方行列の要素であり、ｍｏｄはモジュロ動作であり、［］はフロア動作であり、Ｒｏｕｎｄは四捨五入動作であり、前記拡散係数ｚｖはいずれも１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎであり、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、Ｐｍａｘは４以上の整数である、請求項３０に記載の装置。
【請求項３６】
前記ｎの値は自然数セットｎｓｅｔにおける１つの要素であり、全てのｎの値から前記自然数セットｎｓｅｔを構成する、請求項３４または３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記Ｐｍａｘは２のＸ乗に等しく、Ｘは２以上の整数である、請求項３４または３５に記載の装置。
【請求項３８】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂに対応し、前記拡散係数Ｚは１組の確定された拡散係数セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚｖｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、前記拡散係数ｚｖは１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎであり、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、
前記装置は、前記元情報ビット系列をインタリーブし、前記Ｐｍａｘ、前記ｐｌおよび前記ｎにおける少なくとも１つのパラメータにより前記インタリーブ方法を確定するように設けられるインタリーブモジュールをさらに備える、請求項３０に記載の装置。
【請求項３９】
前記元情報ビット系列に対してＬＤＰＣ符号化演算を行った後、前記方法は、得られた符号語系列をデインターリーブし、前記Ｐｍａｘ、前記ｐｌおよび前記ｎにおける少なくとも１つのパラメータにより前記デインターリーブ方法を確定することをさらに含む、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記インタリーブモジュールは、さらに、符号化前の情報ビットを均等に分割し、各セグメントの長さはｐｌビットであり、各セグメントの後ろにＰｍａｘ−ｐｌビットを添加し、添加した後の各セグメントはいずれもＰｍａｘビットを有し、並びに、各セグメントに対して長さがＰｍａｘのバイナリビット反転ＢＲＯインタリーブを行い、前記Ｐｍａｘは２のＸ乗に等しく、Ｘは２以上の整数であるように設けられる、請求項３８に記載の装置。
【請求項４１】
前記デインターリーブモジュールは、符号化後の符号語ビットを均等に分割し、各セグメントの長さはＰｍａｘビットであり、並びに、各セグメントに対して長さがＰｍａｘのバイナリビット反転ＢＲＯデインターリーブを行うように設けられる、請求項３９に記載の装置。
【請求項４２】
構造的低密度パリティ検査符号ＬＤＰＣの復号化装置であって、確定モジュールと復号化モジュールとを備え、
前記確定モジュールは復号化に使用する基本行列Ｈｂを確定するように設けられ、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｎｂは整数であり、Ｋｂは４以上の整数であり、ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、
前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であり、
前記復号化モジュールは、前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、ビット数が予め設定された符号語に対して復号化演算を行い、元情報ビット系列を得て、Ｚは１以上の正整数であるように設けられる、構造的低密度パリティ検査符号ＬＤＰＣの復号化装置。
【請求項４３】
前記元情報ビット系列は（Ｎｂ−Ｍｂ）×Ｚビットの系列であり、予め設定された前記ビット数はＮｂ×Ｚビットである、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は、前記行列Ｈｂの最初のＬ０行と最初のＫｂ＋４列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ＋２以下Ｋｂ−２以上であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列は１つの左下三角行列または準左下三角行列であり、および／または
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２は前記行列Ｈｂの最初のＫｂ行と最初の２＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最初の４行と最後のＫｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最後のｋｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列は、サイズが（ｋｂ−４）＊（ｋｂ−４）の左下三角行列または準左下三角行列であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行とＫｂ＋１列目〜Ｋｂ＋３列目とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、
左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目には非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素が１つのみあり、左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの準下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目の全ての要素はいずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最初のｋｂ列とのインタセクションから１つのサブ行列を構成し、このサブ行列において、各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ−２以下であり、
Ｎｂは２＊Ｋｂ以上であり、Ｌ０は４または３に等しい、請求項３８に記載の装置。
【請求項４５】
前記拡散係数Ｚは１組の確定値セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３…，ｚｖ｝をサポートし、ｚ１、ｚ２、…、ｚｖは昇順に配列され、ｚｒ、ｚｓ、ｚｔ、ｚｕは前記セットにおける４つの確定値の拡散係数でｚ１≦ｚｒ≦ｚｓ≦ｚｔ≦ｚｕ≦ｚｖを満たし、Ｖ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕは下付き文字で１≦ｒ≦ｓ≦ｔ≦ｕ≦Ｖであり、Ｖは２以上の整数であり、
ｚ１≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｒである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットにおいて、少なくとも１つのビットのｇｉｒｔｈは４に等しく、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび最も重いＲ列を削除した基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、ＲはＫｂ／２以下であり、
ｚｒ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｓである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、
ｚｓ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｔである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい全ての組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは８以上であり、
ｚｔ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｕである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、
ｚｕ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｖである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは１０以上であり、
１つのＬＤＰＣ符号語の各符号語ビットは前記パリティ検査行列の各列に対応し、各符号語ビットの重量とは、対応する列における非ゼロ要素の個数を意味し、且つ、ｉ＝１，２，…，Ｖである、請求項４２〜請求項４４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４６】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂに対応し、且つ、各種の符号長の基本行列の非零正方行列に対応する要素は行列に現れる位置がいずれも同じ又は最大で３つが異なり、前記拡散係数Ｚは１組の確定されたセット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚｖｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、各種の符号長の非零正方行列に対応する要素の値はいずれも最大符号長の非零正方行列に対応する要素により算出され、すなわち、下記式であり、
【数２５】
2019517209.tif 000108
α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであり、ｖ＝１，２，…，Ｖｍａｘであり、ｚ１、ｚ２、ｚ３、…、ｚｖｍａｘは昇順に配列され、ｚｖｍａｘは最大符号長の拡散係数であり、ｚｖはｖ個目の符号長の拡散係数であり、
【数２６】
2019517209.tif 000109
は最大符号長のｉ行目とｊ列目の非０要素であり、
【数２７】
2019517209.tif 000110
はｖ個目の符号長のｉ行目とｊ列目の非零正方行列の要素であり、ｍｏｄはモジュロ動作であり、［］はフロア動作であり、Ｒｏｕｎｄは四捨五入動作であり、前記拡散係数ｚｖはいずれも１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎであり、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、Ｐｍａｘは４以上の整数である、請求項４２に記載の装置。
【請求項４７】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂを有し、且つ、各種の符号長の基本行列の非零正方行列に対応する要素は行列に現れる位置がいずれも同じ又は最大で３つが異なり、前記拡散係数Ｚは１組の確定されたセット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚｖｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、各種の符号長の非零正方行列に対応する要素の値は、いずれも最大符号長の非零正方行列に対応する要素により算出され、少なくとも、
形態１：モジュロｍｏｄ方法：
【数２８】
2019517209.tif 000111
形態２：丸め（ｓｃａｌｅ＋ｆｌｏｏｒ）方法：
【数２９】
2019517209.tif 000112
形態３：四捨五入（ｓｃａｌｅ＋ｒｏｕｎｄ）方法：
【数３０】
2019517209.tif 000113
における１つを含み、
α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであり、ｖ＝１，２，…，Ｖｍａｘであり、ｚ１、ｚ２、ｚ３、…、ｚｖｍａｘは昇順に配列され、ｚｖｍａｘは最大符号長の拡散係数であり、ｚｖはｖ個目の符号長の拡散係数であり、
【数３１】
2019517209.tif 000114
は最大符号長のｉ行目とｊ列目の非零正方行列の要素であり、
【数３２】
2019517209.tif 000115
はｖ個目の符号長のｉ行目とｊ列目の非零正方行列の要素であり、ｍｏｄはモジュロ動作であり、［］はフロア動作であり、Ｒｏｕｎｄは四捨五入動作であり、前記拡散係数ｚｖはいずれも１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎであり、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、Ｐｍａｘは４以上の整数である、請求項４２に記載の装置。
【請求項４８】
前記ｎの値は自然数セットｎｓｅｔにおける１つの要素であり、全てのｎの値から前記自然数セットｎｓｅｔを構成する、請求項４６または請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
前記Ｐｍａｘは２のＸ乗に等しく、Ｘは２以上の整数である、請求項４６または請求項４７に記載の装置。
【請求項５０】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂに対応し、前記拡散係数Ｚは１組の確定された拡散係数セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚｖｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、前記拡散係数ｚｖは１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎであり、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、
前記装置は、ビット数が予め設定された符号語に対して復号化演算を行い、元情報ビット系列を得る前に、前記ビット数が予め設定された符号語をインタリーブし、前記Ｐｍａｘ、前記ｐｌおよび前記ｎにおける少なくとも１つのパラメータにより前記インタリーブ方法を確定するように設けられるインタリーブモジュールをさらに備える、請求項４２に記載の装置。
【請求項５１】
ビット数が予め設定された符号語に対して復号化演算を行い、元情報ビット系列を得た後、前記元情報ビット系列をデインターリーブし、前記Ｐｍａｘ、前記ｐｌおよび前記ｎにおける１つのパラメータにより前記デインターリーブ方法を確定するように設けられるデインターリーブモジュールをさらに備える、請求項４２に記載の装置。
【請求項５２】
エンコーダであって、メモリとプロセッサとを備え、
前記メモリは、符号化に使用する基本行列Ｈｂを確定するように設けられ、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数であり、ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、
前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であり、
前記プロセッサは、前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚを確定し、元情報ビット系列に対してＬＤＰＣ符号化演算を行い、符号語系列を得て、Ｚは１以上の正整数であるように設けられる、エンコーダ。
【請求項５３】
デコーダであって、記憶モジュールとプロセッサとを備え、
前記記憶モジュールは、復号化に使用する基本行列Ｈｂを記憶するように設けられ、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｎｂは整数であり、Ｋｂは４以上の整数であり、ｉ＝１、…、Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、
前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であり、
前記プロセッサは、前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚを確定し、且つ、ビット数が予め設定された符号語に対して復号化演算を行い、元情報ビット系列を得て、Ｚは１以上の正整数であるように設けられる、デコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信分野に関し、具体的には、構造的低密度パリティ検査符号（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  ＰａｒｉｔｙＣｈｅｃｋ  Ｃｏｄｅｓ、ＬＤＰＣと略称する）の符号化、復号化方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線デジタル通信の発展および各種の高スピード、突発性の強い業務の現れに伴い、誤り訂正符号化技術に対する要求がますます高まり、図１は典型的なデジタル通信システムである。ＬＤＰＣは、非常に疎なパリティ検査行列または２部グラフを用いて定義可能な線形ブロック符号であり、最初はＧａｌｌａｇｅｒにより発見されたため、Ｇａｌｌａｇｅｒ符号と呼ばれる。数十年の沈黙を経て、コンピュータハードウェアおよび関連理論の発展に伴い、ＭａｃＫａｙと．Ｎｅａｌはそれを再発見し、そしてシャノン限界に近い性能を有することを証明した。最新の研究により、ＬＤＰＣ符号は、復号化複雑度が低く、線形時間に符号化することができ、シャノン限界に近い性能を有し、並列に復号化することができ、長い符号長の条件でＴｕｒｂｏ符号よりも優れるという特徴を有することが分かった。
【０００３】
ＬＤＰＣ符号は１種類の特別な線形ブロック符号である。通信中、パケット長がＮビットの符号語を送信するごとに、一定の誤り訂正能力を有するように保証するために、Ｍ個の検査ビットが必要となり、各符号語は全てＨｘＴ＝０Ｔを満たすことが要求され、そのうち、Ｈは２次元領域上のＭ×Ｎ次元のパリティ検査行列である。全ての演算はいずれも２次元領域ＧＦ（２）で行われ、ここで、＋と−は「排他的論理和」演算であり、×は「論理積」演算である。
【０００４】
ＬＤＰＣ符号は、疎な検査行列に基づく線形ブロック符号であり、その検査行列の疎性を利用することにより、低複雑度の符号化／復号化を実現することができ、それにより、ＬＤＰＣ符号を実用化させる。前述したＧａｌｌａｇｅｒ符号は、１種類の正則ＬＤＰＣ符号（ｒｅｇｕｌａｒ  ｌｄｐｃｃ）であり、ＬｕｂｙとＭｉｔｚｅｎｍａｃｈｅｒらは、Ｇａｌｌａｇｅｒ符号を拡張し、非正則ＬＤＰＣ符号（ｉｒｒｅｇｕｌａｒ  ｌｄｐｃｃ）を提出した。Ｇａｌｌａｇｅｒが最初に提出した符号化は、規則的な符号構造を有し、その検査行列は疎な行列であり、且つ、各行に同じ個数の１を有し、各列にも同じ個数の１を有する。Ｍ．Ｇ．Ｌｕｂｙは、検査行列の行または列における非ゼロ要素の個数の変化が許容されると同時に、行列の疎性が保証されば、符号化の復号アルゴリズムは依然として適用されるが、符号化の性能を大幅に向上させることができ、Ｔｕｒｂｏ符号の性能に達するか、さらにそれを超えることができると考えられる。これは、このような符号化構造において、２部グラフに対応する左ノードと右ノードに適当な次数分布（ｄｅｇｒｅｅ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）があれば、復号化する時に、１種類の波形効果（ｗａｖｅｆｏｒｍ  ｅｆｆｅｃｔ）が存在し、復号性能を大幅に向上させるためである。非正則符号はこのような同じ種類のノードが異なる次数の低密度を有することを許容する符号であり、Ｇａｌｌａｇｅｒが最初に提出した符号は対応して正則符号と呼ばれる。
【０００５】
ＬＤＰＣパリティ検査行列のグラフィック表示形式は２部グラフである。２部グラフと検査行列との間には一対一で対応する関係を有し、１つのＭ＊Ｎのパリティ検査行列Ｈにより、各Ｎビットを有する符号語はＭ個のパリティ検査セットの制約を満たすことを定義する。１つの２部グラフは、Ｎ個の変数ノードとＭ個のパリティ検査ノードとを含む。ｍ個目の検査がｎ個目のビットに関し、すなわち、Ｈにおけるｍ行目ｎ列目の要素Ｈｍ、ｎ＝１である場合、検査ノードｍと変数ノードｎとを接続する配線が１本ある。２部グラフにおいて、いずれかの同じ種類のノードの間に接続がなく、且つ、２部グラフにおける総辺数は検査行列における非ゼロ要素の個数に等しい。
【０００６】
ｇｉｒｔｈという概念は、２部グラフにおけるショートループを定量的に説明するためのものである。グラフ理論において、２部グラフのｇｉｒｔｈとは、１つの図における最も短いループのループ長を意味し、例えば、ある２部グラフに長さが６、８、１０、１２およびより長い長さのループがあれば、該２部グラフのｇｉｒｔｈは６であり、変数ノードのｇｉｒｔｈとは該ノードを通った最も短いループのループ長を意味し、１つの変数ノードが１つの符号語ビットに一意に対応するため、１つの符号語ビットのｇｉｒｔｈは１つの変数ノードのｇｉｒｔｈである。
【０００７】
（構造的ＬＤＰＣ符号）
構造的ＬＤＰＣ符号は、工業界で最も流行なＬＤＰＣ符号であり、最も広い適用を有し、現在では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ／ａｄ、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅなどの国際規格に現れ、このようなＬＤＰＣ符号は、また、学界では準巡回ＬＤＰＣ符号または多重辺タイプＬＤＰＣ符号と呼ばれることが多い。
【０００８】
このようなＬＤＰＣ符号が構造化されたＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列Ｈは、（Ｍ×ｚ）×（Ｎ×ｚ）行列とされ、Ｍ×Ｎ個のブロック行列から構成され、各ブロック行列はいずれもｚ×ｚの基本置換行列の異なるべき乗であり、基本置換行列が単位行列である場合、それらは全て単位行列の巡回シフト行列（デフォルトで右へシフトする）である。このようなべき乗ｊにより、各ブロック行列を一意に識別することができ、単位行列のべき乗を０で示すことができ、行列は一般的に−１で示される。このように、Ｈの各ブロック行列を全てそのべき乗で代替すれば、１つのＭ×Ｎのべき乗の行列Ｈｂが得られる。ここで、ＨｂがＨの基本行列であると定義し、ＨをＨｂの拡散行列と呼ぶ。実際に符号化する時、ｚ＝符号長／基本行列の列数Ｎであり、拡散係数と呼ぶ。
【０００９】
例えば、下記行列は、以下のパラメータｚと１つの２×４の基本行列Ｈｂで拡散して得られる。
【数１】
2019517209.tif 000003
ｚ＝３およびＨｂが下記のとおりである。
【数２】
2019517209.tif 000004
【００１０】
正確な定義は、（Ｎ，Ｋ）構造的ＬＤＰＣ符号は、サイズが（ｍｂ×ｚ）×（ｎｂ×ｚ）のパリティ検査行列Ｈにより定義され、そのうち、パリティ検査行列Ｈは、サイズがｍｂ×ｎｂの基本行列Ｈｂ、拡散係数ｚおよび基本置換行列Ｐという３つの変数により確定される。情報系列の長さＫ＝（ｎｂ−ｍｂ）×ｚであり、符号語の長さＮ＝ｎｂ×ｚであり、符号化率ｒ＝ｋ／ｎである。基本行列Ｈｂにおける全ての要素を全０正方行列または基本置換行列Ｐのｈｂｉｊ乗の行列に置換し、拡散後のパリティ検査行列Ｈを得て、そのうち、ｈｂｉｊはＨｂにおける要素である。基本行列Ｈｂの定義は下記のとおりであり、
【数３】
2019517209.tif 000005
拡散後のパリティ検査行列Ｈの定義は、下記のとおりである。
【数４】
2019517209.tif 000006
【００１１】
従って、ＬＤＰＣ符号のエンコーダは、基本行列Ｈｂ、拡散係数ｚ、および選択された基本置換行列から一意に生成されるとも言える。上記基本行列の定義により、拡散係数（１つの１よりも大きい整数ｚ）が所定される条件で、基本行列とパリティ検査行列とは本質的に１つのものであることが分かった。
【００１２】
（ＬＤＰＣ符号の符号化）
システムブロック符号の直接符号化方法は、１つの符号語ｘをＮ−Ｍ個の情報ビットｓとＭ個の検査ビットｃとに分割し、対応して、Ｍ×Ｎのパリティ検査行列Ｈを情報ビットと検査ビットにそれぞれ対応するＭ×（Ｎ−Ｍ）とＭ×Ｍサイズの２ブロックに分割し、すなわち、Ｈ＝［Ａ｜Ｂ］である。Ｈ×ｘ＝０により、下記式が得られる。
【数５】
2019517209.tif 000007
【００１３】
すると、Ａ×ｓ＋Ｂ×ｃ＝０が得られ、さらに、ｃ＝Ｂ−１Ａｓが推測される。ブロックＢが厳密な下三角構造（半確率行列）、ダブル下三角構造などのような特殊の行列構造を用いると、Ｂ−１は非常に簡単な形式を有し、上式により符号語内の検査ビット部分ｃを直接算出することができ、且つ、エンコーダが線形複雑度を有することを保証することができる。
【００１４】
Ｒｉｃｈａｒｓｏｎ線形時間符号化アルゴリズムを用いても良く、パリティ検査行列Ｈは準下三角構造を有し、Ｈが下記の形式を有するようにする。
【数６】
2019517209.tif 000008
【００１５】
符号化後の符号語が下記式であり、
【数７】
2019517209.tif 000009
ここで、ｓは符号語の組織ビット部分であり、ｐ１とｐ２は符号語の検査ビット部分であり、ｐ１の長さがｇであり、ｐ２の長さが（ｍ-ｇ）である。上式において、Ａの次元は（ｍ-ｇ）×（ｎ-ｍ）であり、Ｂは（ｍ-ｇ）×ｇであり、Ｔは（ｍ-ｇ）×（ｍ-ｇ）であり、Ｃはｇ×（ｎ-ｍ）であり、Ｄはｇ×ｇであり、Ｅはｇ×（ｍ-ｇ）である。これらの行列はいずれも疎な行列であり、Ｔは下三角行列であり、対角要素はいずれも１である。検査ビット部分は、下記式により得られる。
【数８】
2019517209.tif 000010
【数９】
2019517209.tif 000011
【数１０】
2019517209.tif 000012
【００１６】
構造的ＬＤＰＣ符号のベクトル特徴を考慮すると、ベクトル復号化の方法の使用を考慮してもよく、１つの構造的ＬＤＰＣ符号の検査ビット部分が１つの厳密な下三角行列であると、以下のベクトル形態により符号化してもよく、非常に成熟して簡単である。
【００１７】
（ｎ，ｋ）構造的ＬＤＰＣ符号の符号語が下記式であり、
【数１１】
2019517209.tif 000013
ｘは情報系列であり、ｂは検査系列である。
【数１２】
2019517209.tif 000014
【数１３】
2019517209.tif 000015
【００１８】
入力されたｋ個のビットの情報系列ｘに対してＬＤＰＣ符号化を行い、ｎ−ｋ個のビットを含む検査系列ｂを生成し、ＬＤＰＣ符号語ｃ＝［ｘ，ｂ］、そのうち、ｎ＝ｎｂ×ｚであり、ｋ＝ｋｂ×ｚであり、ｋｂ＝ｎｂ−ｍｂであり、ｚは拡散係数である。情報系列ｘはｋｂ個の長さがｚのサブ系列に分けることができ、
【数１４】
2019517209.tif 000016
そのうち、各サブ系列は、下記のとおりであり、
【数１５】
2019517209.tif 000017
検査系列ｂはｍｂ個の長さがｚのサブ系列に分けられ、
【数１６】
2019517209.tif 000018
そのうち、各サブ系列は、下記のとおりである。
【数１７】
2019517209.tif 000019
【００１９】
中間変数系列ｖを定義し、そのうち、ｖはｍｂ個の長さがｚのサブ系列に分けられる。
【数１８】
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そのうち、各サブ系列は、下記のとおりである。
【数１９】
2019517209.tif 000021
【００２０】
ＬＤＰＣ符号の符号化のステップは以下のとおりである。
（１）中間変数系列ｖを算出する。
【数２０】
2019517209.tif 000022
（２）検査系列ｂを算出する。
【数２１】
2019517209.tif 000023
【数２２】
2019517209.tif 000024
（３）ＬＤＰＣ符号語ｃ＝［ｘ，ｂ］を算出する。
【００２１】
以上をまとめると、ＬＤＰＣ符号のエンコーダはＬＤＰＣパリティ検査行列Ｈにより一意に記載することができ、具体的な符号化方法は既に非常に成熟して簡単であるため、ここでは説明を省略する。また、ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列はＬＤＰＣ符号デコーダの性能を決定するだけでなく、ＬＤＰＣ符号のエンコーダとデコーダの複雑度、記憶空間と処理遅延を決定し、さらに、何がインクリメンタルリダンダンシーＨＡＲＱをサポートできるか、および十分な融通性があるかどうかを決定する。従って、適当なＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列構造を探すことは極めて重要であり、ＬＤＰＣ符号の使用見込みを決定する。
【００２２】
具体的に実現する時に、上記直接方法またはＲｉｃｈａｒｓｏｎ方法または他の方法を用いて演算し、Ｎ−Ｍビットの元データからＮビット符号語を得る符号化機能を完成することができる。実際、該エンコーダは、ソフトウェアまたはハードウェアで式中の疎な行列の乗算と加算演算を実現し、単位行列およびその巡回シフト行列に基づくＬＤＰＣ符号について、疎な行列の乗算演算は複数のｚビット（ｚが拡散係数である）のサイクリックシフトレジスタおよび複数のｚビットの加算器から構成されてもよく、疎な行列の加算演算は、上記複数のｚビットの加算器により完成され、該複数のｚビットのサイクリックシフトレジスタおよび複数のｚビットの加算器は１つのハードウェア回路で実現されるＬＤＰＣエンコーダを構造する。
【００２３】
（ＬＤＰＣの復号化）
ＬＤＰＣパリティ検査行列のグラフィック表示形式は２部グラフである。２部グラフと検査行列との間には一対一で対応する関係を有し、１つのＭ＊Ｎのパリティ検査行列Ｈにより、各Ｎビットを有する符号語はＭ個のパリティ検査セットの制約を満たすことを定義する。１つの２部グラフは、Ｎ個の変数ノードとＭ個のパリティ検査ノードとを含む。ｍ個目の検査がｎ個目のビットに関し、すなわち、Ｈにおけるｍ行目ｎ列目の要素Ｈｍ、ｎ＝１である場合、検査ノードｍと変数ノードｎとを接続する配線が１本ある。２部グラフにおいて、いずれかの同じ種類のノードの間に接続がなく、且つ、２部グラフにおける総辺数は検査行列における非ゼロ要素の個数に等しい。
【００２４】
ＬＤＰＣ符号の情報転送復号アルゴリズムは、変数ノードが互いに独立すると仮定し、ショートループの存在は必ず独立性の仮設を破壊し、復号性能を著しく低減する。実際、ＬＤＰＣパリティ検査行列の２部グラフに対応する最も短いループの長さが長ければ長いほど、すなわち、ｇｉｒｔｈ値が大きければ大きいほど、変数ノードから送信された情報が自身に転送される正帰還情報は小さく、復号性能も良好である。検査行列Ｈのｇｉｒｔｈと基本行列Ｈｂとの間に関連性があり、数学的推論和コンピュータシミュレーションの検証により、関連結論があった。
【００２５】
以下、２部グラフのｇｉｒｔｈ、ノードのｇｉｒｔｈ、辺のｇｉｒｔｈについて説明する。２部グラフにおけるショートループを定量的に説明するために、ｇｉｒｔｈに関する概念を導入する。２部グラフのｇｉｒｔｈとは、１つの図における最も短いループのループ長を意味し、例えば、ある２部グラフに長さが６、８、１０、１２およびより長い長さのループがあれば、該２部グラフのｇｉｒｔｈは６である。２部グラフにおいて、あるノードｕのｇｉｒｔｈ（ｔｈｅ  ｇｉｒｔｈ  ａｔ  ｎｏｄｅ  ｕ）とは、ノードｕを経た最も短いループのループ長を意味し、例えば、ノードｕを経たもののうち長さが８、１０、１２およびより長い長さのループがあれば、該ノードｕのｇｉｒｔｈは８である。２部グラフにおいて、ある辺ｅのｇｉｒｔｈ（ｔｈｅ  ｇｉｒｔｈ  ａｔ  ｎｏｄｅ  ｕ）とは、この辺ｅを経た最も短いループのループ長を意味し、例えば、ノードｅを経たもののうち長さが８、１０、１２およびより長い長さのループがあれば、該ノードｕのｇｉｒｔｈは８である。
【００２６】
１つの変数ノードのｇｉｒｔｈとは、最も短いパスの長さを意味し、このノードから送信される情報が該ノード本身に転送される最も小さい反復回数に相当する。実際の反復回数がこの最も小さい反復回数に達する前に、このノードに関連する情報は２部グラフの残りの部分に最適に転送することができる。ある変数ノードのｇｉｒｔｈが大きければ大きいほど、該変数ノードから送信される情報が自身に転送される正帰還情報は小さく、復号性能も良好である。従って、変数ノードのｇｉｒｔｈをできるだけ大きくすることは符号性能の向上に有利である。以上をまとめると、高ＬＤＰＣ符号を構成する原則は以下のとおりである。まず、選択された符号の最も短いループの長さ（ｇｉｒｔｈ）はできるだけ大きくし、次に、同じサイズｇｉｒｔｈを有する符号について、選択された符号の最も短いループの数はできるだけ少なくする。
【００２７】
実際の適用において、基本行列からパリティ検査行列に拡散し、前記パリティ検査行列は拡散行列またはバイナリ行列とも言える。検査行列のトポロジを分析することにより、拡散行列において、ｚ×ｚのブロック行列と基本行列の要素とは一意に対応し、基本行列における一部の要素がショートループを構成しなければ、これらの要素に対応するブロック行列は拡散行列においてもショートループを構成しないことが分かった。そのため、拡散行列のショートループを検討するために、基本行列にショートループが現れる場合の拡散行列を検討すればよい。
【００２８】
検査行列と２部グラフのトポロジ構造を分析し、基本行列Ｈｂに長さが４のショートループが現れる場合、Ｈｂの拡散行列Ｈには長さが４またはそれ以上のショートループが現れる可能性があり、例えば、４つのｚ×ｚのブロック行列Ｐｉ、Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｌに対応するべき乗要素ｉ、ｊ、ｋ、ｌはＨｂにおいて長さが４のショートループを構成し、ｍｏｄ（ｉ−ｊ＋ｋ−ｌ，ｚ）＝０であると、Ｐｉ、Ｐｊ、Ｐｋ、ＰｌはＨにおいて長さが４のショートループを構成し、ｍｏｄ（ｉ−ｊ＋ｋ−ｌ，ｚ）＝ｚ／２であると、Ｐｉ、Ｐｊ、Ｐｋ、ＰｌはＨにおいて長さが８のショートループを構成する。他の場合、Ｐｉ、Ｐｊ、Ｐｋ、ＰｌはＨにおいて長さが１２のショートループを構成するか、またはショートループを構成しない。
【００２９】
検査行列と２部グラフのトポロジ構造を分析し、基本行列Ｈｂに長さが６のショートループが現れる場合、Ｈｂの拡散行列Ｈには長さが６またはそれ以上のショートループが現れる可能性があり、例えば、６つのｚ×ｚのブロック行列Ｐｉ、Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｌ、Ｐｍ、Ｐｎに対応するべき乗要素ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎはＨｂにおいて長さが６のショートループを構成し、ｍｏｄ（ｉ−ｊ＋ｋ−ｌ＋ｍ−ｎ，ｚ）＝０であると、Ｐｉ、Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｌ、Ｐｍ、ＰｎはＨにおいて長さが６のショートループを構成し、ｍｏｄ（ｉ−ｊ＋ｋ−ｌ＋ｍ−ｎ，ｚ）＝ｚ／２であると、Ｐｉ、Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｌ、Ｐｍ、ＰｎはＨにおいて長さが１０のショートループを構成する。他の場合、Ｐｉ、Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｌ、Ｐｍ、ＰｎはＨにおいて長さが１２以上のショートループを構成するか、またはショートループを構成しない。
【００３０】
検査行列と２部グラフのトポロジ構造を分析し、基本行列Ｈｂに長さが８のショートループが現れる場合、Ｈｂの拡散行列Ｈには長さが８またはそれ以上のショートループが現れる可能性があり、例えば、８つのｚ×ｚのブロック行列Ｐｉ、Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｌ、Ｐｍ、Ｐｎ、Ｐｓ、Ｐｔに対応するべき乗要素ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｓ、ｔはＨｂにおいて長さが８のショートループを構成し、ｍｏｄ（ｉ−ｊ＋ｋ−ｌ＋ｍ−ｎ＋ｓ−ｔ，ｚ）＝０であると、Ｐｉ、Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｌ、Ｐｍ、Ｐｎ、Ｐｓ、ＰｔはＨにおいて長さが８のショートループを構成する。他の場合、Ｐｉ、Ｐｊ、Ｐｋ、Ｐｌ、Ｐｍ、Ｐｎ、Ｐｓ、ＰｔはＨにおいて長さが１２のショートループを構成するか、またはショートループを構成しない。
【００３１】
（基本行列の修正）
各異なる拡散係数に同一の基本行列を用いることができなければ、各異なる符号長に対して、前記ＬＤＰＣ符号のエンコーダ／デコーダはいずれも１つの基本行列を記憶する必要があり、符号長が多い場合、多くの基本行列を記憶する必要があり、大きな記憶空間を占有し、またはハードウェアで実現される回路が複雑になる。
【００３２】
修正は、他の符号長の拡散係数を利用して基本行列Ｈｂにおける非負値の要素を修正することであり、修正後の要素値は該符号長での拡散係数値よりも小さくなるべきであり、修正アルゴリズムはモジュロ（ｍｏｄ）、丸め（ｓｃａｌｅ＋ｆｌｏｏｒ）、または四捨五入（ｓｃａｌｅ＋ｒｏｕｎｄ）などを用いることができる。Ｐｉ、ｊを基本行列のｉ行目ｊ列目の非負の要素とし、Ｐ’ｉ、ｊを修正後の要素とすると、
モジュロ（ｍｏｄ）方法は、下記のとおりであり、
【数２３】
2019517209.tif 000025
丸め（ｓｃａｌｅ＋ｆｌｏｏｒ）方法は、下記のとおりであり、
【数２４】
2019517209.tif 000026
四捨五入（ｓｃａｌｅ＋ｒｏｕｎｄ）方法は、下記のとおりである。
【数２５】
2019517209.tif 000027
【００３３】
そのうち、Ｎは基本行列の列数であり、ｎはパリティ検査行列を生成しようとする低密度パリティ検査符号の符号長である。ｍｏｄはモジュロ動作であり、［］はフロア動作であり、Ｒｏｕｎｄは四捨五入動作である。ここで、最大符号長を２３０４とする。
【００３４】
例えば、符号長が１１５２ビットの低密度パリティ検査符号に対して、その基本行列のある非負の要素を９３とすると、その修正結果は、
モジュロ（ｍｏｄ）方法は、下記のとおりであり、
【数２６】
2019517209.tif 000028
丸め（ｓｃａｌｅ＋ｆｌｏｏｒ）方法は、下記のとおりであり、
【数２７】
2019517209.tif 000029
四捨五入（ｓｃａｌｅ＋ｒｏｕｎｄ）方法は、下記のとおりである。
【数２８】
2019517209.tif 000030
【００３５】
ＬＤＰＣ符号は、現在で最も流行な階層復号化を用いると、対数尤度比情報の読み書きはＬＤＰＣ符号のパイプラインの配列に大きく影響する。具体的には、高符号化率の場合、一般的なＬＤＰＣ符号の符号構造では、デコーダは、基本行列の１行の処理を完成してから次の段のパイプラインを開始する必要があり、１段のパイプラインが特に長いと、デコーダの効率を大幅に低減する。
【００３６】
３ＧＰＰ規格において、第５世代移動通信規格の新しい無線・アクセス技術（５Ｇ  Ｎｅｗ  ＲＡＴ）が正式に確立され、この新しい無線・アクセス技術は、超高スループットと低処理遅延をサポートする必要があるため、現在のｔｕｒｂｏ符号化形態を代替する新しい符号化形態が必要となる。しかし、現在の通信規格のＬＤＰＣ符号は、インクリメンタルリダンダンシーＨＡＲＱを良好にサポートすることができず、十分な符号化率と送信ブロックサイズの融通性を有しないため、新しいＬＤＰＣ符号化構造を設計する必要があり、Ｔｕｒｂｏ符号に近い性能および融通性が保証される条件で、インクリメンタルリダンダンシーＨＡＲＱをサポートすることができ、さらに、Ｔｕｒｂｏ符号よりも遥かに低い複雑度および超高速処理能力を有する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
本発明の実施例は、少なくとも関連技術における従来のＬＤＰＣエンコーダ／デコーダのインクリメンタルリダンダンシーＨＡＲＱをサポートできず、融通性が不十分である問題を解決する構造的ＬＤＰＣの符号化、復号化方法および装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
本発明の１つの実施例によれば、ＬＤＰＣの符号化方法を提供し、符号化に使用する基本行列Ｈｂを確定し、そのうち、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数であり、ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、そのうち、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であることと、前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、元情報ビット系列に対してＬＤＰＣ符号化演算を行い、符号語系列を得て、そのうち、Ｚは１以上の正整数であることとを含む。
【００３９】
本発明の１つの実施例によれば、ＬＤＰＣの復号化方法を提供し、
復号化に使用する基本行列Ｈｂを確定し、そのうち、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数であり、ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、そのうち、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であることと、
前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、ビット数が予め設定された符号語に対して復号化演算を行い、元情報ビット系列を得て、そのうち、Ｚは１以上の正整数であることとを含む。
【００４０】
本発明の別の実施例によれば、ＬＤＰＣの符号化装置を提供し、確定モジュールと符号化モジュールとを備え、
前記確定モジュールは符号化に使用する基本行列Ｈｂを確定するように設けられ、そのうち、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数であり、ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、
前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、そのうち、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であり、
前記符号化モジュールは、前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、元情報ビット系列に対してＬＤＰＣ符号化演算を行い、符号語系列を得て、Ｚは１以上の正整数であるように設けられる。
【００４１】
本発明の他の実施例によれば、ＬＤＰＣの復号化装置を提供し、確定モジュールと復号化モジュールとを備え、
前記確定モジュールは復号化に使用する基本行列Ｈｂを確定するように設けられ、そのうち、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数であり、ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、そのうち、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であり、
前記復号化モジュールは、前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、ビット数が予め設定された符号語に対して復号化演算を行い、元情報ビット系列を得て、Ｚは１以上の正整数であるように設けられる。
【００４２】
本発明の他の実施例によれば、記憶媒体をさらに提供する。該記憶媒体は、
符号化に使用する基本行列Ｈｂを確定し、そのうち、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数であり、ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、そのうち、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であるステップと、前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、元情報ビット系列に対してＬＤＰＣ符号化演算を行い、符号語系列を得て、そのうち、Ｚは１以上の正整数であるステップとを実行するためのプログラムコードを記憶するように設けられる。
【００４３】
本発明の更なる実施例によれば、記憶媒体をさらに提供する。該記憶媒体は、
復号化に使用する基本行列Ｈｂを確定し、そのうち、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数であり、ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、そのうち、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であるステップと、
前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、ビット数が予め設定された符号語に対して復号化演算を行い、元情報ビット系列を得て、そのうち、Ｚは１以上の正整数であるステップとを実行するためのプログラムコードを記憶するように設けられる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明の実施例に係る形態は、適当な基本行列を設計することにより、前記基本行列およびそれに対応する拡散係数に基づき、符号化または復号化を完成し、超高速度のＬＤＰＣ符号化と復号化を実現し、Ｔｕｒｂｏ符号に近い符号／復号性能を実現し、従来のＬＤＰＣエンコーダ／デコーダのインクリメンタルリダンダンシーＨＡＲＱをサポートできず、融通性が不十分である問題を解決した。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
ここで説明する図面は、本発明の更なる理解を提供するためのものであり、本出願の一部を構成し、本発明の模式的な実施例およびその説明は本発明を解釈するためのものであり、本発明を不当に限定するものを構成しない。図面において、
【図１】関連技術におけるデジタル通信システムの構造を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係る構造的ＬＤＰＣ符号のエンコーダの構造模式図である。
【図３】本発明の実施例１に使用する基本行列の模式図である。
【図４】本発明の実施例２に係る構造的ＬＤＰＣ符号のデコーダの構造模式図である。
【図５】本発明の実施例３に係る構造的ＬＤＰＣ符号の符号化方法のフローチャートである。
【図６】本発明の実施例４に係る構造的ＬＤＰＣ符号の復号化方法のフローチャートである。
【図７】本発明の実施例５に係る構造的ＬＤＰＣ符号の符号化装置の構造模式図である。
【図８】本発明の実施例５に係る構造的ＬＤＰＣ符号の復号化装置の構造模式図である。
【図９】本発明の実施例８に係るメモリの記憶形態の模式図１である。
【図１０】本発明の実施例８に係るメモリの記憶形態の模式図２である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、図面および実施例を参照しながら本発明を詳細に説明する。なお、衝突しない場合、本出願における実施例および実施例における特徴は互いに組み合わせることができる。
【００４７】
なお、本発明の明細書、請求の範囲、および上記図面における用語「第１」、「第２」などは、類似する対象を区別するためのものであり、特定の順序または優先順位を説明するためのものではない。
【００４８】
従来の構造的ＬＤＰＣ符号は、一般的にインクリメンタルリダンダンシーＨＡＲＱ形態をサポートすることができず、または一般的に超高スループットを提供することができず、またはＴｕｒｂｏ符号に近い性能を達成することができず、または融通性が不十分である。しかし、基本行列の可能な構造と構成形態の数は極めて巨大であり、従来技術には未だ総合的な実行可能な解決方法がなく、このような要求を満たす基本行列も得られない。
【００４９】
上記問題を解決するために、本発明の実施例は構造的ＬＤＰＣ符号の符号化、復号化方法および装置、エンコーダおよびデコーダを提供する。本発明の実施例は実用性から考慮し、複数の符号化率と複数種の符号長に同じ基本行列を使用し、通常最大符号長に対応して生成され、それと同時に異なる符号長の場合に該基本行列を修正する。本発明の実施例は、異なる符号長の基本行列のＧｉｒｔｈ特徴を定義することにより、各種の符号長の条件でＴｕｒｂｏ符号性能が達成できることを保証する。しかし、本発明はこれに限定されず、符号長ごとに１つの基本行列を用いる形態にも適用可能である。
【００５０】
なお、本出願の実施例に係る解決手段は、本出願の実施例における行列の構造に限定されず、例えば、組織ビットに対応する行列と検査ビットに対応する行列との位置を左右に互換することができ、本出願の実施例における設計思想に基づく符号化／復号化形態は、いずれも本出願の保護範囲内に含まれるべきである。
【実施例１】
【００５１】
本発明の実施例は、デジタル通信における構造的低密度パリティ検査符号ＬＤＰＣの符号化装置を提供し、その構造が図２に示すように、少なくともプロセッサ２０２とメモリ２０１とを備える。
【００５２】
前記メモリ２０１は少なくとも符号化に使用する基本行列を記憶するように設けられる。
【００５３】
前記基本行列は、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列のｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｎｂは整数であり、Ｋｂは４以上の整数である。ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂである。
【００５４】
前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、そのうち、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列である。
【００５５】
好ましくは、前記行列Ｈｂの最初のＬ０行と最初のＫｂ＋４列とのインタセクションから左上隅サブ行列Ｈｂ１を構成し、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ＋２以下Ｋｂ−２以上であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列は１つの左下三角行列または準左下三角行列であり、および／または、
【００５６】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２は前記行列Ｈｂの最初のＫｂ行と最初の２＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最初の４行と最後のＫｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最後のｋｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列は、サイズが（ｋｂ−４）＊（ｋｂ−４）の左下三角行列または準左下三角行列であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行とＫｂ＋１列目〜Ｋｂ＋３列目とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【００５７】
左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目には非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素が１つのみあり、左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの準下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目の全ての要素はいずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【００５８】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最初のｋｂ列とのインタセクションから１つのサブ行列を構成し、このサブ行列において、各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ−２以下である。
【００５９】
そのうち、Ｎｂは２＊Ｋｂ以上であり、Ｌ０は４または３に等しい。
【００６０】
２）前記拡散係数Ｚは１組の確定値セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３…，ｚｖ｝をサポートし、そのうち、ｚ１、ｚ２、…、ｚｖは昇順に配列され、ｚｒ、ｚｓ、ｚｔ、ｚｕは前記セットにおける４つの確定値の拡散係数でｚ１≦ｚｒ≦ｚｓ≦ｚｔ≦ｚｕ≦ｚｖを満たし、そのうち、Ｖ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕは下付き文字で１≦ｒ≦ｓ≦ｔ≦ｕ≦Ｖであり、Ｖは２以上の整数である。
【００６１】
ｚ１≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｒである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットにおいて、少なくとも１つのビットのｇｉｒｔｈは４に等しい。拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび最も重いＲ列を削除した基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、そのうち、ＲはＫｂ／２以下である。
【００６２】
ｚｒ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｓである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しい。
【００６３】
ｚｓ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｔである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい全ての組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは８以上である。
【００６４】
ｚｔ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｕである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しい。
【００６５】
ｚｕ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｖである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは１０以上である。
【００６６】
そのうち、１つのＬＤＰＣ符号語の各符号語ビットは前記パリティ検査行列の各列に対応し、各符号語ビットの重量とは、対応する列における非ゼロ要素の個数を意味し、且つ、ｉ＝１，２，…，Ｖである。
【００６７】
そのうち、１つのＬＤＰＣ符号語の各符号語ビットは前記パリティ検査行列の各列に対応する。
【００６８】
各符号語ビットの重量とは、対応する列における非ゼロ要素の個数を意味し、ここでは、ｉ＝１，２，…，Ｖである。
【００６９】
前記基本行列とそれに対応する拡散係数Ｚにより、（Ｎｂ−Ｍｂ）×Ｚビットの元情報ビット系列に対するＬＤＰＣ符号化演算を完成し、Ｎｂ×Ｚビットの符号語系列を得て、そのうち、Ｚは拡散係数であり、Ｚは１以上の正整数である。
【００７０】
好ましくは、前記上記基本行列Ｈｂはさらに以下を含んでもよい。
【００７１】
該左上隅サブ行列Ｈｂ３は、前記基本行列Ｈｂの最初の２＊ｋｂ行と最初の３＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、Ｈｂ３の最後のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列はサイズがｋｂ＊ｋｂの単位行列または単位行列の巡回シフト行列である。
【００７２】
Ｈｂ３の最初のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【００７３】
Ｈｂ３のＫｂ＋１列目〜２＊Ｋｂ列目から１つのサブ行列を構成し、該サブ行列のＬ１列において、各列における全ての非零正方行列に対応する要素は１つのみあり、このサブ行列の残りのＫｂ−Ｌ１列における全ての要素（ｅｎｔｒｙ）は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、そのうち、Ｌ１は０以上Ｋｂ未満の整数である。
【００７４】
そのうち、Ｎｂは３＊Ｋｂ以上である。
【００７５】
好ましくは、Ｎｂは２＊Ｋｂ〜１２＊Ｋｂの１つの確定された正整数である。
【００７６】
好ましくは、Ｋｂの値は２〜１６の間の１つの整数である。
【００７７】
好ましくは、エンハンスメント型モバイルブロードバンド（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ、ｅＭＭＢと略称する）のシーンと超高信頼低遅延（Ｕｌｔｒａ−ＲｅｌｉａｂｌｅａｎｄＬｏｗｌａｔｅｎｃｙＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、ＵＲＬＬＣと略称する）のシーンでは、異なるＫｂの値が用いられる。
【００７８】
好ましくは、基本行列Ｈｂのｇ行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数は、ｇ＋１行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数以下である。そのうち、ｇ＝１，２，…，Ｎｂ−１である。
【００７９】
好ましくは、前記基本行列Ｈｂのｊ列目における全ての非零正方行列に対応する要素はＬｊ個であり、上から下へ１つ目の要素は０であり、Ｌｊは１以上の正整数であり、ｊ＝１，…，Ｎｂである。
【００８０】
なお、本発明はこのような形態に限定されるものではなく、最後の１つの要素が０であってもよく、任意の要素が０であってもよい。これらの形態はいずれも、階層復号化を用いると、サイクリックシフト逆ネットワークを使用しなくてもよく、ルーティングのオーバーヘッドを著しく減少することができ、有益な効果が得られることを保証できる。
【００８１】
前記プロセッサ２０２は、前記基本行列および拡散係数ｚを確定し、（Ｎｂ−Ｍｂ）×ｚビットの元データからＮｂ×ｚビットの符号語を得るＬＤＰＣ符号化演算を完成するように設けられる。
【００８２】
以下、１つのより具体的な例を挙げると、以上の記載要求を満たす基本行列Ｈｂは図３に示すとおりである。
【００８３】
図３に示す基本行列Ｈｂは、該行列Ｈｂに対応する符号化率が１／３であり、行列Ｍｂ＝１６であり、Ｎｂ＝２４であり、Ｈｂ１が４＊１２の行列であり、Ｈｂ２が８＊１６の行列であり、Ｈｂ３が１６＊２４の行列である。該基本行列は拡散係数ｚ＝３３６に対応する。図３の行列の例は、Ｈｂ１の特徴、Ｈｂ２の特徴およびＨｂ３の特徴を同時に満たす。Ｈｂ１の特徴を満たす場合、２／３符号化率のＬＤＰＣ符号はＴｕｒｂｏ符号に近い性能を有し、該行列が４行のみあるため、超高速処理の要求を満たす。Ｈｂ２の特徴を満たす場合、ＬＤＰＣが好ましい次数分布を有することを保証するため、それと同時に特定のＴＢＳ＝３３６＊８のｇｉｒｔｈ要求を満たすため、１／２符号化率のＬＤＰＣ符号はＴｕｒｂｏ符号に近い性能を有する。該行列が８行のみあるため、超高速処理の要求を満たす。また、Ｈｂ１がＨｂ２の左上隅サブ行列であり、入れ子構造に属するため、インクリメンタルリダンダンシーＨＡＲＱをサポートすることができる。好ましくは、Ｈｂ３の特徴を満たす場合、ＬＤＰＣが好ましい次数分布を有することを保証するため、それと同時に特定のＴＢＳ＝３３６＊８のｇｉｒｔｈ要求を満たすため、１／３符号化率のＬＤＰＣ符号はＴｕｒｂｏ符号に近い性能を有する。該行列が１６行のみあるため、超高速処理の要求を満たす。また、Ｈｂ１およびＨｂ２はいずれもＨｂの左上隅サブ行列であり、入れ子構造に属するため、インクリメンタルリダンダンシーＨＡＲＱをサポートすることができる。
【００８４】
前記行列Ｈｂの最初のＬ０＝４行と最初のＫｂ＋４＝８列とのインタセクションから左上隅サブ行列Ｈｂ１を構成し、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数は順に９、１０、１０および１０に等しく、これらの値はいずれもＫｂ＋２＝１０以下Ｋｂ−２＝８以上であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列は１つの左下三角行列または準左下三角行列である。
【００８５】
上述した行列において、Ａ部分行列はシステマティックビット部分行列であり、Ｂ部分は検査ビット部分行列であり、行列における要素値−１が全０正方行列に対応し、要素値は、非零正方行列が正方行列に対応して対応値をサイクリックシフトした後の行列である。また、基本行列Ｈｂの全ての列において、第１対応非零正方行列の要素はいずれも０である。この時、サイクリックシフトネットワークは、サイクリックシフトの差分値を完成すればよい。この時、本発明の行列構造を有するＬＤＰＣ階層デコーダはサイクリックシフト逆ネットワークを必要とせず、従来の形態と比べ、ルーティングが半減する。
【００８６】
好ましくは、上記エンコーダは、拡散係数および基本置換行列により、前記基本行列を拡散し、（Ｍ×ｚ）（Ｎ×ｚ）低密度パリティ検査符号のパリティ検査行列を得て、前記復号化モジュールは、前記基本行列の拡散による該パリティ検査行列に対して符号化演算を行うように設けられる拡散モジュールをさらに含むという特点をさらに有してもよい。
【００８７】
本発明の実施例は、提出される基本行列の構造により、情報ビットをＬＤＰＣ符号化し、ＬＤＰＣ符号語を生成することができ、このようなＬＤＰＣ符号語は、変調などのモジュールを経てからチャネルに送信し、受信端が信号を受信した後に復調などの処理を行い、受信されるＬＤＰＣ符号語を生成し、受信されるＬＤＰＣ符号語はＬＤＰＣデコーダに送信される。このように、ＬＤＰＣ符号語は、復号化のパイプライン速度が向上する効果を保証でき、すなわち、デコーダ処理の速度は向上する効果を得る。これにより、ＬＤＰＣ符号の効率を効果的に向上させ、復号化速度を加速する。さらに、本発明に係る基本行列の構造は、逆サイクリックシフトネットワーク（書き込み記憶に用いられる）の不使用の許容により、交換ネットワークを減少させることができ、同様にハードウェア複雑度をさらに低減する。
【実施例２】
【００８８】
本発明の実施例は、デジタル通信中構造的低密度パリティ検査符号ＬＤＰＣの復号化装置を提供し、その構造が図４に示すように、少なくともプロセッサ４０２とメモリ４０１とを備える。
【００８９】
前記メモリ４０１は、少なくとも符号化に使用する基本行列を記憶するように設けられる。前記基本検査行列は以下の特徴を含む。
【００９０】
前記基本行列は、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列のｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数である。ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂである。
【００９１】
前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、そのうち、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列である。
【００９２】
好ましくは、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は、前記行列Ｈｂの最初のＬ０行と最初のＫｂ＋４列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ＋２以下Ｋｂ−２以上であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列は１つの左下三角行列または準左下三角行列であり、および／または、
【００９３】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２は前記行列Ｈｂの最初のＫｂ行と最初の２＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最初の４行と最後のＫｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最後のｋｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列は、サイズが（ｋｂ−４）＊（ｋｂ−４）の左下三角行列または準左下三角行列であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行とＫｂ＋１列目〜Ｋｂ＋３列目とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【００９４】
左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目には非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素が１つのみあり、左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの準下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目の全ての要素はいずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【００９５】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最初のｋｂ列とのインタセクションから１つのサブ行列を構成し、このサブ行列において、各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ−２以下である。
【００９６】
そのうち、Ｎｂは２＊Ｋｂ以上であり、Ｌ０は４または３に等しい。
【００９７】
２）前記拡散係数Ｚは１組の確定値セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３…，ｚｖ｝をサポートし、そのうち、ｚ１、ｚ２、…、ｚｖは昇順に配列され、ｚｒ、ｚｓ、ｚｔ、ｚｕは前記セットにおける４つの確定値の拡散係数でｚ１≦ｚｒ≦ｚｓ≦ｚｔ≦ｚｕ≦ｚｖを満たし、そのうち、Ｖ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕは下付き文字で１≦ｒ≦ｓ≦ｔ≦ｕ≦Ｖであり、Ｖは２以上の整数である。
【００９８】
ｚ１≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｒである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットにおいて、少なくとも１つのビットのｇｉｒｔｈは４に等しい。拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび最も重いＲ列を削除した基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、そのうち、ＲはＫｂ／２以下である。
【００９９】
ｚｒ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｓである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しい。
【０１００】
ｚｓ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｔである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい全ての組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは８以上である。
【０１０１】
ｚｔ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｕである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しい。
【０１０２】
ｚｕ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｖである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは１０以上である。
【０１０３】
そのうち、１つのＬＤＰＣ符号語の各符号語ビットは前記パリティ検査行列の各列に対応し、各符号語ビットの重量とは、対応する列における非ゼロ要素の個数を意味し、且つ、ｉ＝１，２，…，Ｖである。
【０１０４】
そのうち、１つのＬＤＰＣ符号語の各符号語ビットは前記パリティ検査行列の各列に対応し、各符号語ビットの重量とは、対応する列における非ゼロ要素の個数を意味し、ここでは、ｉ＝１，２，…，Ｖである。
【０１０５】
前記基本行列とそれに対応する拡散係数Ｚにより、（Ｎｂ−Ｍｂ）×Ｚビットの元情報ビット系列に対するＬＤＰＣ符号化演算を完成し、Ｎｂ×Ｚビットの符号語系列を得て、そのうち、Ｚは拡散係数であり、Ｚは１以上の正整数である。
【０１０６】
好ましくは、前記基本行列Ｈｂは、左上隅サブ行列Ｈｂ３をさらに含む。
【０１０７】
好ましくは、該左上隅サブ行列Ｈｂ３は、前記基本行列Ｈｂの最初の２＊ｋｂ行と最初の３＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、Ｈｂ３の最後のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列はサイズがｋｂ＊ｋｂの単位行列または単位行列の巡回シフト行列である。
【０１０８】
Ｈｂ３の最初のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【０１０９】
Ｈｂ３のＫｂ＋１列目〜２＊Ｋｂ列目から１つのサブ行列を構成し、該サブ行列のＬ１列において、各列における全ての非零正方行列に対応する要素は１つのみあり、このサブ行列の残りのＫｂ−Ｌ１列における全ての要素（ｅｎｔｒｙ）は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、そのうち、Ｌ１は０以上Ｋｂ未満の整数である。
【０１１０】
そのうち、Ｎｂは３＊Ｋｂ以上であり、Ｌ０は４または３に等しい。
【０１１１】
好ましくは、Ｎｂは２＊Ｋｂ〜１２＊Ｋｂの１つの確定された正整数である。
【０１１２】
好ましくは、Ｋｂの値は２〜１６の間の１つの整数である。
【０１１３】
さらに、ｅＭＭＢのシーンおよびＵＲＬＬＣのシーンでは、異なるＫｂの値が用いられる。
【０１１４】
好ましくは、基本行列Ｈｂのｇ行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数は、ｇ＋１行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数以下である。そのうち、ｇ＝１，２，…，Ｎｂ−１である。
【０１１５】
好ましくは、前記基本行列Ｈｂのｊ列目における全ての非零正方行列に対応する要素はＬｊ個であり、上から下へ１つ目の要素は０であり、Ｌｊは１以上の正整数であり、ｊ＝１，…，Ｎｂである。
【０１１６】
基本行列Ｈｂのｊ列目における全ての非零正方行列に対応する要素はＬｊ個であり、上から下へ１つ目の要素は０であり、Ｌｊは１以上の正整数であり、ｊ＝０、１，…，Ｎｂ−１である。
【０１１７】
前記１つのプロセッサ４０２は、前記基本行列および拡散係数ｚにより、Ｎｂ×ｚビットの符号語から（Ｎｂ−Ｍｂ）×ｚビットの情報データを得るＬＤＰＣ復号化演算を完成するように設けられる。
【０１１８】
以下、１つのより具体的な例を挙げると、以上の記載要求を満たす基本行列Ｈｂは図３に示すとおりである。
【０１１９】
図３に示す基本行列Ｈｂは、該行列Ｈｂに対応する符号化率が１／３であり、行列Ｍｂ＝１６であり、Ｎｂ＝２４であり、Ｈｂ１が４＊１２の行列であり、Ｈｂ２が８＊１６の行列であり、Ｈｂ３が１６＊２４の行列である。該基本行列は拡散係数ｚ＝３３６に対応する。図３の行列の例は、Ｈｂ１の特徴、Ｈｂ２の特徴およびＨｂ３の特徴を同時に満たす。Ｈｂ１の特徴を満たす場合、２／３符号化率のＬＤＰＣ符号はＴｕｒｂｏ符号に近い性能を有し、該行列が４行のみあるため、超高速処理の要求を満たす。Ｈｂ２の特徴を満たす場合、ＬＤＰＣが好ましい次数分布を有することを保証するため、それと同時に特定のＴＢＳ＝３３６＊８のｇｉｒｔｈ要求を満たすため、１／２符号化率のＬＤＰＣ符号はＴｕｒｂｏ符号に近い性能を有する。該行列が８行のみあるため、超高速処理の要求を満たす。また、Ｈｂ１がＨｂ２の左上隅サブ行列であり、入れ子構造に属するため、インクリメンタルリダンダンシーＨＡＲＱをサポートすることができる。好ましくは、Ｈｂ３の特徴を満たす場合、ＬＤＰＣが好ましい次数分布を有することを保証するため、それと同時に特定のＴＢＳ＝３３６＊８のｇｉｒｔｈ要求を満たすため、１／３符号化率のＬＤＰＣ符号はＴｕｒｂｏ符号に近い性能を有する。該行列が１６行のみあるため、超高速処理の要求を満たす。また、Ｈｂ１およびＨｂ２はいずれもＨｂの左上隅サブ行列であり、入れ子構造に属するため、インクリメンタルリダンダンシーＨＡＲＱをサポートすることができる。
【０１２０】
従って、本発明の構造は非常に高いまたは比較的融通の並列度をサポートすることができ、超高速復号化に適することを満たし、それにより、Ｇｂｐｓの復号化要求を達成する。本実施例は提出される基本行列の構造により情報ビットをＬＤＰＣ復号化し、ＬＤＰＣデコーダはＬＤＰＣ符号語を受信する。基本行列の行数が非常に小さいため、このように、ＬＤＰＣデコーダは、復号化のパイプライン速度が向上する効果を保証でき、すなわち、デコーダの処理速度は向上する効果を得る。これにより、ＬＤＰＣ符号の効率を効果的に向上させ、復号化速度を加速する。さらに、本発明に係る基本行列の構造は、逆サイクリックシフトネットワーク（書き込み記憶に用いられる）の不使用の許容により、交換ネットワークを減少させることができ、同様にハードウェア複雑度をさらに低減する。
【実施例３】
【０１２１】
本発明の実施例は、構造的ＬＤＰＣ符号の符号化方法を提供し、該方法を用いてＬＤＰＣ符号化を完成するフローは図５に示すように、以下のステップを含む。
【０１２２】
ステップ５０１、符号化に使用する基本行列Ｈｂを確定する。
【０１２３】
好ましくは、前記基本検査行列は以下の特徴を含む。
【０１２４】
前記基本行列は、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列のｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数である。ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂである。
【０１２５】
好ましくは、前記基本行列Ｈｂは少なくとも以下の特徴を更に有する。前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、そのうち、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列である。好ましくは、上記特徴は以下の実現形態として表現することができるが、これに限定するものではない。
【０１２６】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は、前記行列Ｈｂの最初のＬ０行と最初のＫｂ＋４列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ＋２以下Ｋｂ−２以上であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列は１つの左下三角行列または準左下三角行列であり、および／または、
【０１２７】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２は前記行列Ｈｂの最初のＫｂ行と最初の２＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最初の４行と最後のＫｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最後のｋｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列は、サイズが（ｋｂ−４）＊（ｋｂ−４）の左下三角行列または準左下三角行列であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行とＫｂ＋１列目〜Ｋｂ＋３列目とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【０１２８】
左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目には非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素が１つのみあり、左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの準下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目の全ての要素はいずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【０１２９】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最初のｋｂ列とのインタセクションから１つのサブ行列を構成し、このサブ行列において、各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ−２以下である。
【０１３０】
そのうち、Ｎｂは２＊Ｋｂ以上であり、Ｌ０は４または３に等しい。
【０１３１】
２）前記拡散係数Ｚは１組の確定値セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３…，ｚｖ｝をサポートし、そのうち、ｚ１、ｚ２、…、ｚｖは昇順に配列され、ｚｒ、ｚｓ、ｚｔ、ｚｕは前記セットにおける４つの確定値の拡散係数でｚ１≦ｚｒ≦ｚｓ≦ｚｔ≦ｚｕ≦ｚｖを満たし、そのうち、Ｖ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕは下付き文字で１≦ｒ≦ｓ≦ｔ≦ｕ≦Ｖであり、Ｖは２以上の整数である。
【０１３２】
ｚ１≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｒである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットにおいて、少なくとも１つのビットのｇｉｒｔｈは４に等しい。拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび最も重いＲ列を削除した基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、そのうち、ＲはＫｂ／２以下である。
【０１３３】
ｚｒ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｓである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しい。
【０１３４】
ｚｓ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｔである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい全ての組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは８以上である。
【０１３５】
ｚｔ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｕである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しい。
【０１３６】
ｚｕ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｖである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは１０以上である。
【０１３７】
そのうち、１つのＬＤＰＣ符号語の各符号語ビットは前記パリティ検査行列の各列に対応し、各符号語ビットの重量とは、対応する列における非ゼロ要素の個数を意味し、且つ、ｉ＝１，２，…，Ｖである。
【０１３８】
前記基本行列とそれに対応する拡散係数Ｚにより、（Ｎｂ−Ｍｂ）×Ｚビットの元情報ビット系列に対するＬＤＰＣ符号化演算を完成し、Ｎｂ×Ｚビットの符号語系列を得て、そのうち、Ｚは拡散係数であり、Ｚは１以上の正整数である。
【０１３９】
２）については、より具体的な例は以下のとおりである。
【０１４０】
１つの１／３符号化率の構造的ＬＤＰＣ符号の基本行列Ｈｂは以下のように定義される。
【０１４１】
Ｈｂは下記のとおりである。
【数２９】
2019517209.tif 000031
【０１４２】
このＬＤＰＣ符号の拡散係数は１組の確定値セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３…，ｚｖ｝＝｛１３，５０，１２５，２５０，５００，７５０，１０００｝をサポートし、ここで、Ｖ＝７、Ｚｍａｘ＝１０００である。各拡散係数に対応する基本行列Ｈｂ（ｚｉ）は、背景技術におけるｓｃａｌｅ＋ｆｌｏｏｒアルゴリズムにより得られる。
【０１４３】
ここで、ｒ＝２であり、ｚ１＝１３≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚ２＝５０である場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットにおいて、１３＊５＝６５ビットのｇｉｒｔｈは４に等しい。拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび最も重いＲ＝８列を削除した基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、そのうち、ＲはＫｂ／２以下である。
【０１４４】
ここで、ｓ＝３であり、ｚ２≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚ３である場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しい。
【０１４５】
ここで、ｔ＝４であり、ｚｓ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｔである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい全ての組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、各ＬＤＰＣ符号語において、１２５個の重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは８以上である。
【０１４６】
ここで、ｕ＝７であり、ｚｔ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｕである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しい。
【０１４７】
ここで、ｕ＝７であり、Ｖ＝７であり、ｚｕ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｖが空白であり、このような場合が存在しないと意味する。
【０１４８】
さらに、前記基本行列は以下の特徴をさらに有する。該左上隅サブ行列Ｈｂ３は、前記基本行列Ｈｂの最初の２＊ｋｂ行と最初の３＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、Ｈｂ３の最後のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列はサイズがｋｂ＊ｋｂの単位行列または単位行列の巡回シフト行列である。
【０１４９】
Ｈｂ３の最初のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【０１５０】
Ｈｂ３のＫｂ＋１列目〜２＊Ｋｂ列目から１つのサブ行列を構成し、該サブ行列のＬ１列において、各列における全ての非零正方行列に対応する要素は１つのみあり、このサブ行列の残りのＫｂ−Ｌ１列における全ての要素（ｅｎｔｒｙ）は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、そのうち、Ｌ１は０以上Ｋｂ未満の整数である。
【０１５１】
そのうち、Ｎｂは３＊Ｋｂ以上である。
【０１５２】
好ましくは、Ｎｂは２＊Ｋｂ〜１２＊Ｋｂの１つの確定された正整数である。
【０１５３】
好ましくは、Ｋｂの値は２〜１６の間の１つの整数である。
【０１５４】
さらに、ｅＭＭＢのシーンおよびＵＲＬＬＣのシーンでは、異なるＫｂの値が用いられる。
【０１５５】
好ましくは、基本行列Ｈｂのｇ行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数は、ｇ＋１行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数以下である。そのうち、ｇ＝１，２，…，Ｎｂ−１である。
【０１５６】
好ましくは、前記基本行列Ｈｂのｊ列目における全ての非零正方行列に対応する要素はＬｊ個であり、上から下へ１つ目の要素は０であり、Ｌｊは１以上の正整数であり、ｊ＝１，…，Ｎｂである。
【０１５７】
基本行列Ｈｂのｊ列目における全ての非零正方行列に対応する要素はＬｊ個であり、上から下へ１つ目の要素は０であり、Ｌｊは１以上の正整数であり、ｊ＝０、１，…，Ｎｂ−１である。
【０１５８】
ステップ５０２、前記基本行列およびそれに対応する拡散係数により、（Ｎｂ−Ｍｂ）×ｚビットの元データからＮｂ×ｚビットの符号語を得るＬＤＰＣ符号化演算を完成する。
【０１５９】
そのうち、Ｚは拡散係数であり、Ｚは１以上の正整数である。
【実施例４】
【０１６０】
本発明の実施例は構造的ＬＤＰＣ符号の復号化方法を提供し、該方法を用いてＬＰＤＣ符号化を完成するフローは図６に示すように、以下のステップを含む。
【０１６１】
ステップ６０１、復号化に使用する基本行列を確定する。
【０１６２】
そのうち、前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、そのうち、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列である。
【０１６３】
すなわち、前記基本行列は以下の特徴を含む。
【０１６４】
前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、ビット数が予め設定された符号語に対して復号化演算を行い、元情報ビット系列を得て、そのうち、Ｚは１以上の正整数である。前記基本行列は、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列のｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数である。Ｎｂは整数であり、ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂである。
【０１６５】
前記基本行列Ｈｂは少なくとも以下の特徴のうちの１つをさらに含む。
【０１６６】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は、前記行列Ｈｂの最初のＬ０行と最初のＫｂ＋４列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ＋２以下Ｋｂ−２以上であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列は１つの左下三角行列または準左下三角行列であり、および／または、
【０１６７】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２は前記行列Ｈｂの最初のＫｂ行と最初の２＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最初の４行と最後のＫｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最後のｋｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列は、サイズが（ｋｂ−４）＊（ｋｂ−４）の左下三角行列または準左下三角行列であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行とＫｂ＋１列目〜Ｋｂ＋３列目とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【０１６８】
左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目には非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素が１つのみあり、左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの準下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目の全ての要素はいずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【０１６９】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最初のｋｂ列とのインタセクションから１つのサブ行列を構成し、このサブ行列において、各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ−２以下である。
【０１７０】
そのうち、Ｎｂは２＊Ｋｂ以上であり、Ｌ０は４または３に等しい。
【０１７１】
２）前記拡散係数Ｚは１組の確定値セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３…，ｚｖ｝をサポートし、そのうち、ｚ１、ｚ２、…、ｚｖは昇順に配列され、ｚｒ、ｚｓ、ｚｔ、ｚｕは前記セットにおける４つの確定値の拡散係数でｚ１≦ｚｒ≦ｚｓ≦ｚｔ≦ｚｕ≦ｚｖを満たし、そのうち、Ｖ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕは下付き文字で１≦ｒ≦ｓ≦ｔ≦ｕ≦Ｖであり、Ｖは２以上の整数である。
【０１７２】
ｚ１≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｒである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットにおいて、少なくとも１つのビットのｇｉｒｔｈは４に等しい。拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび最も重いＲ列を削除した基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、そのうち、ＲはＫｂ／２以下である。
【０１７３】
ｚｒ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｓである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しい。
【０１７４】
ｚｓ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｔである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい全ての組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは８以上である。
【０１７５】
ｚｔ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｕである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しい。
【０１７６】
ｚｕ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｖである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは１０以上である。
【０１７７】
そのうち、１つのＬＤＰＣ符号語の各符号語ビットは前記パリティ検査行列の各列に対応し、各符号語ビットの重量とは、対応する列における非ゼロ要素の個数を意味し、且つ、ｉ＝１，２，…，Ｖである。
【０１７８】
前記基本行列とそれに対応する拡散係数Ｚにより、（Ｎｂ−Ｍｂ）×Ｚビットの元情報ビット系列に対するＬＤＰＣ符号化演算を完成し、Ｎｂ×Ｚビットの符号語系列を得て、そのうち、Ｚは拡散係数であり、Ｚは１以上の正整数である。
【０１７９】
好ましくは、前記構造的ＬＤＰＣ符号の符号化方法の技術的特徴はさらに以下を含む。
【０１８０】
該左上隅サブ行列Ｈｂ３は、前記基本行列Ｈｂの最初の２＊ｋｂ行と最初の３＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、Ｈｂ３の最後のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列はサイズがｋｂ＊ｋｂの単位行列または単位行列の巡回シフト行列である。
【０１８１】
Ｈｂ３の最初のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【０１８２】
Ｈｂ３のＫｂ＋１列目〜２＊Ｋｂ列目から１つのサブ行列を構成し、該サブ行列のＬ１列において、各列における全ての非零正方行列に対応する要素は１つのみあり、このサブ行列の残りのＫｂ−Ｌ１列における全ての要素（ｅｎｔｒｙ）は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、そのうち、Ｌ１は０以上Ｋｂ未満の整数である。
【０１８３】
そのうち、Ｎｂは３＊Ｋｂ以上である。
【０１８４】
好ましくは、Ｎｂは２＊Ｋｂ〜１２＊Ｋｂの１つの確定された正整数である。
【０１８５】
好ましくは、Ｋｂの値は２〜１６の間の１つの整数である。
【０１８６】
さらに、ｅＭＭＢのシーンおよびＵＲＬＬＣのシーンでは、異なるＫｂの値が用いられる。
【０１８７】
好ましくは、基本行列Ｈｂのｇ行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数は、ｇ＋１行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数以下である。そのうち、ｇ＝１，２，…，Ｎｂ−１である。
【０１８８】
好ましくは、前記基本行列Ｈｂのｊ列目における全ての非零正方行列に対応する要素はＬｊ個であり、上から下へ１つ目の要素は０であり、Ｌｊは１以上の正整数であり、ｊ＝１，…，Ｎｂである。
【０１８９】
基本行列Ｈｂのｊ列目における全ての非零正方行列に対応する要素はＬｊ個であり、上から下へ１つ目の要素は０であり、Ｌｊは１以上の正整数であり、ｊ＝０、１，…，Ｎｂ−１である。
【０１９０】
ステップ６０２、前記基本行列および対応する拡散係数により、Ｎｂ×ｚビットの符号語から（Ｎｂ−Ｍｂ）×ｚビットの情報データを得るＬＤＰＣ復号化演算を完成する。
【０１９１】
そのうち、ｚは拡散係数であり、ｚは１以上の正整数である。
【実施例５】
【０１９２】
本発明の実施例は構造的ＬＤＰＣ符号の符号化装置を提供し、その構造が図７に示すように、確定モジュール７０１と符号化モジュール７０２とを備える。
【０１９３】
前記確定モジュール７０１は符号化に使用する基本行列を確定するように設けられ、前記基本検査行列は以下の特徴を含む。
【０１９４】
前記基本行列は、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列のｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｎｂは整数であり、Ｋｂは４以上の整数である。ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂである。
【０１９５】
そのうち、前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、そのうち、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列である。すなわち、前記基本行列Ｈｂは少なくとも以下の特徴のうちの１つを含む。
【０１９６】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は、前記行列Ｈｂの最初のＬ０行と最初のＫｂ＋４列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ＋２以下Ｋｂ−２以上であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列は１つの左下三角行列または準左下三角行列であり、および／または、
【０１９７】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２は前記行列Ｈｂの最初のＫｂ行と最初の２＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最初の４行と最後のＫｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最後のｋｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列は、サイズが（ｋｂ−４）＊（ｋｂ−４）の左下三角行列または準左下三角行列であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行とＫｂ＋１列目〜Ｋｂ＋３列目とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【０１９８】
左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目には非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素が１つのみあり、左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの準下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目の全ての要素はいずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【０１９９】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最初のｋｂ列とのインタセクションから１つのサブ行列を構成し、このサブ行列において、各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ−２以下である。
【０２００】
そのうち、Ｎｂは２＊Ｋｂ以上であり、Ｌ０は４または３に等しい。
【０２０１】
２）前記拡散係数Ｚは１組の確定値セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３…，ｚｖ｝をサポートし、そのうち、ｚ１、ｚ２、…、ｚｖは昇順に配列され、ｚｒ、ｚｓ、ｚｔ、ｚｕは前記セットにおける４つの確定値の拡散係数でｚ１≦ｚｒ≦ｚｓ≦ｚｔ≦ｚｕ≦ｚｖを満たし、そのうち、Ｖ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕは下付き文字で１≦ｒ≦ｓ≦ｔ≦ｕ≦Ｖであり、Ｖは２以上の整数である。
【０２０２】
ｚ１≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｒである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットにおいて、少なくとも１つのビットのｇｉｒｔｈは４に等しく、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび最も重いＲ列を削除した基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、そのうち、ＲはＫｂ／２以下である。
【０２０３】
ｚｒ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｓである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しい。
【０２０４】
ｚｓ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｔである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい全ての組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは８以上であり、ｚｔ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｕである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しい。
【０２０５】
ｚｕ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｖである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは１０以上である。
【０２０６】
そのうち、１つのＬＤＰＣ符号語の各符号語ビットは前記パリティ検査行列の各列に対応し、各符号語ビットの重量とは、対応する列における非ゼロ要素の個数を意味し、且つ、ｉ＝１，２，…，Ｖである。
【０２０７】
前記基本行列とそれに対応する拡散係数Ｚにより、（Ｎｂ−Ｍｂ）×Ｚビットの元情報ビット系列に対するＬＤＰＣ符号化演算を完成し、Ｎｂ×Ｚビットの符号語系列を得て、そのうち、Ｚは拡散係数であり、Ｚは１以上の正整数である。
【０２０８】
好ましくは、前記構造的ＬＤＰＣ符号の符号化方法は以下をさらに含む。
【０２０９】
該左上隅サブ行列Ｈｂ３は、前記基本行列Ｈｂの最初の２＊ｋｂ行と最初の３＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、Ｈｂ３の最後のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列はサイズがｋｂ＊ｋｂの単位行列または単位行列の巡回シフト行列である。
【０２１０】
Ｈｂ３の最初のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【０２１１】
Ｈｂ３のＫｂ＋１列目〜２＊Ｋｂ列目から１つのサブ行列を構成し、該サブ行列のＬ１列において、各列における全ての非零正方行列に対応する要素は１つのみあり、このサブ行列の残りのＫｂ−Ｌ１列における全ての要素（ｅｎｔｒｙ）は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、そのうち、Ｌ１は０以上Ｋｂ未満の整数である。
【０２１２】
そのうち、Ｎｂは３＊Ｋｂ以上である。
【０２１３】
好ましくは、Ｎｂは２＊Ｋｂ〜１２＊Ｋｂの１つの確定された正整数である。
【０２１４】
好ましくは、Ｋｂの値は２〜１６の間の１つの整数である。
【０２１５】
さらに、ｅＭＭＢのシーンおよびＵＲＬＬＣのシーンでは、異なるＫｂの値が用いられる。
【０２１６】
好ましくは、基本行列Ｈｂのｇ行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数は、ｇ＋１行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数以下である。そのうち、ｇ＝１，２，…，Ｎｂ−１である。
【０２１７】
好ましくは、前記基本行列Ｈｂのｊ列目における全ての非零正方行列に対応する要素はＬｊ個であり、上から下へ１つ目の要素は０であり、Ｌｊは１以上の正整数であり、ｊ＝１，…，Ｎｂである。
【０２１８】
基本行列Ｈｂのｊ列目における全ての非零正方行列に対応する要素はＬｊ個であり、上から下へ１つ目の要素は０であり、Ｌｊは１以上の正整数であり、ｊ＝０、１，…，Ｎｂ−１である。
【０２１９】
前記符号化モジュール７０２は、前記基本行列およびそれに対応する拡散係数により、（Ｎｂ−Ｍｂ）×ｚビットの元データからＮｂ×ｚビットの符号語を得るＬＤＰＣ符号化演算を完成し、そのうち、Ｚは拡散係数であり、Ｚは１以上の正整数であるように設けられる。
【０２２０】
本発明の実施例は構造的ＬＤＰＣ符号の復号化装置をさらに提供し、その構造が図８に示すように、確定モジュール８０１と復号化モジュール８０２とを備える。
【０２２１】
前記確定モジュール８０１は復号化に使用する基本行列を確定するように設けられ、前記基本検査行列は以下の特徴を含む。
【０２２２】
前記基本行列は、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列のｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｎｂは整数であり、Ｋｂは４以上の整数である。ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂである。
【０２２３】
前記基本行列Ｈｂは少なくとも以下の特徴のうちの１つをさらに含む。
【０２２４】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は、前記行列Ｈｂの最初のＬ０行と最初のＫｂ＋４列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ＋２以下Ｋｂ−２以上であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列は１つの左下三角行列または準左下三角行列であり、および／または、
【０２２５】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２は前記行列Ｈｂの最初のＫｂ行と最初の２＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最初の４行と最後のＫｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最後のｋｂ−４列とのインタセクションから構成されるサブ行列は、サイズが（ｋｂ−４）＊（ｋｂ−４）の左下三角行列または準左下三角行列であり、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行とＫｂ＋１列目〜Ｋｂ＋３列目とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【０２２６】
左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目には非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素が１つのみあり、左上隅サブ行列Ｈｂ１の最後の４列の正方行列が１つの準下三角行列であると、前記左上隅サブ行列Ｈｂ２のＫｂ＋１列目の全ての要素はいずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【０２２７】
前記左上隅サブ行列Ｈｂ２の最後のｋｂ−４行と最初のｋｂ列とのインタセクションから１つのサブ行列を構成し、このサブ行列において、各行の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数はいずれもＫｂ−２以下である。
【０２２８】
そのうち、Ｎｂは２＊Ｋｂ以上であり、Ｌ０は４または３に等しい。
【０２２９】
２）前記拡散係数Ｚは１組の確定値セット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３…，ｚｖ｝をサポートし、そのうち、ｚ１、ｚ２、…、ｚｖは昇順に配列され、ｚｒ、ｚｓ、ｚｔ、ｚｕは前記セットにおける４つの確定値の拡散係数でｚ１≦ｚｒ≦ｚｓ≦ｚｔ≦ｚｕ≦ｚｖを満たし、そのうち、Ｖ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕは下付き文字で１≦ｒ≦ｓ≦ｔ≦ｕ≦Ｖであり、Ｖは２以上の整数である。
【０２３０】
ｚ１≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｒである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットにおいて、少なくとも１つのビットのｇｉｒｔｈは４に等しい。拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび最も重いＲ列を削除した基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、そのうち、ＲはＫｂ／２以下である。
【０２３１】
ｚｒ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｓである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しい。
【０２３２】
ｚｓ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｔである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい全ての組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも６に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは８以上である。
【０２３３】
ｚｔ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｕである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい符号語ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しい。
【０２３４】
ｚｕ≦Ｚ＝ｚｉ＜ｚｖである場合、拡散係数Ｚ＝ｚｉおよび基本行列Ｈｂに対応するＬＤＰＣ符号について、各ＬＤＰＣ符号語における全ての重量が２よりも大きい組織ビットのｇｉｒｔｈはいずれも８に等しく、各ＬＤＰＣ符号語における少なくとも１つの重量が２よりも大きい検査ビットのｇｉｒｔｈは１０以上である。
【０２３５】
そのうち、１つのＬＤＰＣ符号語の各符号語ビットは前記パリティ検査行列の各列に対応し、各符号語ビットの重量とは、対応する列における非ゼロ要素の個数を意味し、且つ、ｉ＝１，２，…，Ｖである。前記基本行列とそれに対応する拡散係数Ｚにより、（Ｎｂ−Ｍｂ）×Ｚビットの元情報ビット系列に対するＬＤＰＣ符号化演算を完成し、Ｎｂ×Ｚビットの符号語系列を得て、そのうち、Ｚは拡散係数であり、Ｚは１以上の正整数である。
【０２３６】
好ましくは、前記基本行列Ｈｂは以下の特徴をさらに有する。
【０２３７】
該左上隅サブ行列Ｈｂ３は、前記基本行列Ｈｂの最初の２＊ｋｂ行と最初の３＊Ｋｂ列とのインタセクションから構成され、Ｈｂ３の最後のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列はサイズがｋｂ＊ｋｂの単位行列または単位行列の巡回シフト行列である。
【０２３８】
Ｈｂ３の最初のＫｂ行と最後のＫｂ列とのインタセクションから構成されるサブ行列の全ての要素は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素である。
【０２３９】
Ｈｂ３のＫｂ＋１列目〜２＊Ｋｂ列目から１つのサブ行列を構成し、該サブ行列のＬ１列において、各列における全ての非零正方行列に対応する要素は１つのみあり、このサブ行列の残りのＫｂ−Ｌ１列における全ての要素（ｅｎｔｒｙ）は、いずれもＺ＊Ｚ零正方行列に対応する要素であり、そのうち、Ｌ１は０以上Ｋｂ未満の整数である。
【０２４０】
そのうち、Ｎｂは３＊Ｋｂ以上である。
【０２４１】
好ましくは、Ｎｂは２＊Ｋｂ〜１２＊Ｋｂの１つの確定された正整数である。
【０２４２】
好ましくは、Ｋｂの値は２〜１６の間の１つの整数である。
【０２４３】
さらに、ｅＭＭＢのシーンおよびＵＲＬＬＣのシーンでは、異なるＫｂの値が用いられる。
【０２４４】
好ましくは、基本行列Ｈｂのｇ行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数は、ｇ＋１行目の非Ｚ＊Ｚ零正方行列に対応する要素の個数以下である。そのうち、ｇ＝１，２，…，Ｎｂ−１である。
【０２４５】
好ましくは、前記基本行列Ｈｂのｊ列目における全ての非零正方行列に対応する要素はＬｊ個であり、上から下へ１つ目の要素は０であり、Ｌｊは１以上の正整数であり、ｊ＝１，…，Ｎｂである。
【０２４６】
基本行列Ｈｂのｊ列目における全ての非零正方行列に対応する要素はＬｊ個であり、上から下へ１つ目の要素は０であり、Ｌｊは１以上の正整数であり、ｊ＝０、１，…，Ｎｂ−１である。
【０２４７】
前記復号化モジュール８０２は、前記基本行列および対応する拡散係数により、Ｎｂ×ｚビットの符号語から（Ｎｂ−Ｍｂ）×ｚビット情報データを得るＬＤＰＣ復号化演算を完成し、そのうち、Ｚは拡散係数であり、Ｚは１以上の正整数であるように設けられる。
【０２４８】
好ましくは、前記復号化モジュール８０２は基本行列の行更新ユニット８０２１と復号化判定ユニット８０２２とを備える。
【０２４９】
前記基本行列の行更新ユニット８０２１は、階層ＢＰアルゴリズムまたは修正されたｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを用いて、前記基本行列を行更新するように設けられ、前記辺情報が検査ノードから変数ノードまでの情報であることを含む。
【０２５０】
前記復号化判定ユニット８０２２は、前記辺情報を用いて符号語対数尤度比を算出し、硬判定を行い、且つ、正確であるか否かを検証し、正確であると正確な符号語を出力し、正確でなければ復号化処理を続けるように設けられる。
【０２５１】
以上をまとめると、本発明の実施例は構造的ＬＤＰＣ符号の符号化方法、復号化方法、符号化装置および復号化装置を提供する。符号化または復号化に使用するＫ０個の上下に隣接するペアを含む基本行列を確定することにより、前記基本行列およびそれに対応する拡散係数に基づき、符号化または復号化を完成し、高パイプライン速度のＬＤＰＣ符号化および復号化を実現し、従来のエンコーダ／デコーダの効率が低下する問題を解決した。本発明の実施例に係る技術案は、デジタル通信システムにおけるデータ伝送の誤り訂正符号化技術に適用することができ、効率が向上したまたは複雑度が低下したＬＤＰＣ符号を得て、特に超高速のシーンに適用する。
【実施例６】
【０２５２】
本発明の実施例は記憶媒体をさらに提供する。好ましくは、本実施例において、上記記憶媒体は、
符号化に使用する基本行列Ｈｂを確定し、そのうち、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数であり、ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、そのうち、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であるステップと、前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、元情報ビット系列に対してＬＤＰＣ符号化演算を行い、符号語系列を得て、そのうち、Ｚは１以上の正整数であるステップとを実行するためのプログラムコードを記憶するように設けられる。
【０２５３】
好ましくは、本実施例において、上記記憶媒体は、ＵＳＢメモリ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、リムーバブルハードディスク、磁気ディスクまたは光ディスクなどの各種のプログラムコードが記憶可能な媒体を含むことができるが、これらに限定されない。
【実施例７】
【０２５４】
本発明の実施例は別の記憶媒体をさらに提供する。好ましくは、本実施例において、上記記憶媒体は、
復号化に使用する基本行列Ｈｂを確定し、そのうち、前記基本行列Ｈｂは、組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡと、検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢとを含み、すなわち、Ｈｂ＝［Ａ，Ｂ］であり、そのうち、ｈｂｉｊは前記基本行列Ｈｂのｉ行目とｊ列目の要素を示し、ｉは前記基本行列の行インデックスであり、ｊは前記基本行列の列インデックスであり、Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂであり、Ｋｂは４以上の整数であり、Ｎｂは整数であり、ｉ＝１，…，Ｍｂであり、ｊ＝１，…，Ｎｂであり、前記基本行列Ｈｂは１つまたは複数のサブ行列を含み、前記サブ行列は左上隅サブ行列Ｈｂ１と左上隅サブ行列Ｈｂ２とを含み、そのうち、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１および左上隅サブ行列Ｈｂ２の行数と列数はいずれも前記基本行列Ｈｂの行数と列数よりも小さく、且つ、前記左上隅サブ行列Ｈｂ１は左上隅サブ行列Ｈｂ２の左上隅サブ行列であるステップと、
前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、ビット数が予め設定された符号語に対して復号化演算を行い、元情報ビット系列を得て、そのうち、Ｚは１以上の正整数であるステップとを実行するためのプログラムコードを記憶するように設けられてもよい。
【０２５５】
好ましくは、本実施例における具体例は、上記実施例および好ましい実施形態に記載される例を参照することができ、本実施例では説明を省略する。
【実施例８】
【０２５６】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂを有し、且つ、各種の符号長の基本行列の非零正方行列に対応する要素は行列に現れる位置がいずれも同じ又は最大で３つが異なる（すなわち、各種の符号長の基本行列の非零正方行列に対応する要素が行列に現れる位置において、最大で３つの非零正方行列の要素の位置は異なる）。前記拡散係数Ｚは１組の確定されたセット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚｖｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、各種の符号長の非零正方行列に対応する要素の値は、いずれも最大符号長の非零正方行列に対応する要素により算出され、少なくとも、
形態１：モジュロ（ｍｏｄ）方法：
【数３０】
2019517209.tif 000032
形態２：丸め（ｓｃａｌｅ＋ｆｌｏｏｒ）方法：
【数３１】
2019517209.tif 000033
形態３：四捨五入（ｓｃａｌｅ＋ｒｏｕｎｄ）方法：
【数３２】
2019517209.tif 000034
における１つを含む。
【０２５７】
そのうち、α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであり、ｖ＝１，２，…，Ｖｍａｘであり、ｚ１、ｚ２、ｚ３、…、ｚｖｍａｘは昇順に配列され、ｚｖｍａｘは最大符号長の拡散係数であり、ｚｖはｖ個目の符号長の拡散係数であり、
【数３３】
2019517209.tif 000035
は最大符号長のｉ行目とｊ列目の非零正方行列に対応する要素であり、
【数３４】
2019517209.tif 000036
はｖ個目の符号長のｉ行目とｊ列目の非零正方行列に対応する要素である。ｍｏｄはモジュロ動作であり、［］はフロア動作であり、Ｒｏｕｎｄは四捨五入動作である。前記拡散係数ｚｖはいずれも１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎである。そのうち、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、そのうち、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、Ｐｍａｘは４以上の整数である。
【０２５８】
ここでは、１つのより具体的な例を挙げる。
【０２５９】
前記Ｐｓｅｔが｛２５６、３２｝であり、ｎｓｅｔが｛１、３、５｝であり、すなわち、Ｐｍａｘ＝２５６であり、６つの拡散係数を有し、拡散係数Ｚがサポートする１組の確定されたセットのサイズは６であり、すなわち、Ｖｍａｘ＝６であり、１組の拡散係数セットが｛３２，９６，１６０，２５６，７６８，１２８０｝であり、対応する符号長セットが｛１２８，３８４，６４０，１０２４，３０７２，５１２０｝であり、対応する最大拡散係数ｚｖｍａｘ＝１２８０であり、その最大拡散係数ｚｖｍａｘ＝１２８０に対応する基本行列Ｈｂ６が下記のとおりであることがわかった。
【数３５】
2019517209.tif 000037
【０２６０】
上述した各種の符号長に対応する基本行列における非零正方行列の要素の値は、いずれも最大符号長に対応する基本行列の非零正方行列の要素により算出され、３種類の形態を含む。そのうち、形態１により算出して他の拡散係数の基本行列を得ると、２個のステップを含む。
【０２６１】
ステップ１．前記形態１の計算式の前部分は、下記式である。
【数３６】
2019517209.tif 000038
【０２６２】
そのうち、
【数３７】
2019517209.tif 000039
は最大拡散係数ｚｖｍａｘ＝１２８０（ｖｍａｘ＝６）に対応する基本行列Ｈｂ６におけるｉ行目とｊ列目の要素であり、α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであるため、αは２つの数を有し、１がＰｓｅｔの１つ目の要素２５６に対応し、対応する拡散係数が｛２５６，７６８，１２８０｝であり、８がＰｓｅｔの２つ目の要素３２に対応し、対応する拡散係数が｛３２，９６，１６０｝であり、ｖ＝１、２、３、４、５である。従って、上記ステップ１に記載の方法により他の拡散係数（１２８０未満）の基本行列を算出することは以下を含む。
【０２６３】
α＝８に対応する３つの拡散係数の基本行列Ｈｂ’１、Ｈｂ’２、Ｈｂ’３（拡散係数がそれぞれ｛３２，９６，１６０｝である）は、下記のとおりである。
【数３８】
2019517209.tif 000040
【０２６４】
α＝１に対応する他の２つの拡散係数の基本行列Ｈｂ’４、Ｈｂ’５（拡散係数がそれぞれ｛２５６，７６８｝である）は、下記のとおりである。
【数３９】
2019517209.tif 000041
【０２６５】
α＝１であるため、基本行列Ｈｂ’４およびＨｂ’５はいずれも最大拡散係数の基本行列に等しい。
【０２６６】
ステップ２．前記形態１による計算式の後部分は、下記式である。
【数４０】
2019517209.tif 000042
【０２６７】
そのうち、ｖ＝１，２，３，４，５であり、
【数４１】
2019517209.tif 000043
は拡散係数ｚｖに対応する基本行列Ｈｂ’ｖにおけるｉ行目とｊ列目の要素であり、ｚｖの値は｛３２，９６，１６０，２５６，７６８｝である。従って、前記ステップ２の算出方法により、残りの５種類の基本行列（それぞれに対応する拡散係数が｛３２，９６，１６０，２５６，７６８｝である）を算出することができ、以下のとおりである。
【０２６８】
拡散係数３２に対応する基本行列Ｈｂ１：
【数４２】
2019517209.tif 000044
【０２６９】
拡散係数９６に対応する基本行列Ｈｂ２：
【数４３】
2019517209.tif 000045
【０２７０】
拡散係数１６０に対応する基本行列Ｈｂ３：
【数４４】
2019517209.tif 000046
【０２７１】
拡散係数２５６に対応する基本行列Ｈｂ４：
【数４５】
2019517209.tif 000047
【０２７２】
拡散係数７６８に対応する基本行列Ｈｂ５：
【数４６】
2019517209.tif 000048
【０２７３】
前記形態１の方法の有益な効果は、複数種の符号長が同じセットのデコーダを用いることができ、僅かな制御回路を増加すれば実現でき、つまり、前記形態により、ＬＤＰＣ符号は非常に融通の符号長の設計をサポートすることができ、従来のＬＤＰＣ符号の融通の符号長が不十分である問題を解決し、並びに、ＬＤＰＣ符号の行列特性は大きい拡散係数から小さい拡散係数へ変化する過程における変化が大きくないことを保証でき、ＬＤＰＣ符号はより大きな符号長の範囲内でより高い復号性能を保持することを保証する。
【０２７４】
例えば、上記基本行列および拡散係数の設計方法により、受信デコーダの設計において、図９に示すような例のメモリの設計形態を用いてもよく、図９に示すものは、ＬＤＰＣ符号の基本行列におけるある列に対応する情報記憶形態であり、外部情報およびチャネル復調情報の記憶形態を含む。ｎの値は最大で５であるため、図９におけるｗｏｒｄ０〜ｗｏｒｄ４のように、５つのｗｏｒｄが必要となる。Ｐｍａｘ＝２５６であるため、各ｗｏｒｄのサイズは２５６である。ＬＤＰＣ符号化に使用する拡散係数値ｚに対応するＰｌ値とは、実際のデコーダにおいてそれが各ｗｏｒｄでのサイズに対応するものであり、例えば、Ｐｌの値がＰｓｅｔ＝｛２５６、３２｝の３２である場合、実際のデコーダにおいて、各ｗｏｒｄで３２個の位置を占めることを意味し、２５６に等しい場合、実際のデコーダにおいて、各ｗｏｒｄで２５６個の位置を占める（Ｐｍａｘに等しいため、ｗｏｒｄ全体を占める）ことを意味する。ＬＤＰＣ符号化に使用する拡散係数値ｚに対応するｎ値とは、実際のデコーダにおいてそれがｗｏｒｄでの数に対応するものであり、例えば、ｎの値がｎｓｅｔ＝｛１、３、５｝における１つの場合、実際のデコーダにおいて、１つのｗｏｒｄのみで基本行列における１列に対応する全てのｚ個の情報を記憶することを意味し、ｎの値がｎｓｅｔ＝｛１、３、５｝の３である場合、実際のデコーダにおいて、３つのｗｏｒｄで基本行列における１列に対応する全てのｚ個の情報を記憶することを意味し、値がｎｓｅｔ＝｛１、３、５｝の５である場合、実際のデコーダにおいて、５つのｗｏｒｄで基本行列における１列に対応する全てのｚ個の情報を記憶することを意味する。
【０２７５】
ここで、拡散係数がｚ＝９６であることを例としてＬＤＰＣデコーダにおける基本行列の１列に対応する全てのｚ＝９６個の情報の記憶形態を詳細に説明する。拡散係数がｚ＝９６であると、ｌ＝１に対応し、すなわち、ｐ１＝３２であり、ｎ＝３であり、従って、上記により、拡散係数がｚ＝９６でＬＤＰＣ符号化を行い、デコーダにおける基本行列に対応するいずれか１列ｚ＝９６個の軟情報の記憶形態は、ｎ＝３つのｗｏｒｄを占め、各ｗｏｒｄのサイズが３２である。図１０に示すように、デコーダにおける基本行列に対応するいずれか１列は、図１０における１００１ように、ｎ＝３つのｗｏｒｄ（ｗｏｒｄ０〜ｗｏｒｄ２）を占める。各ｗｏｒｄにおいてｐ＝３２個の位置を占め、さらに、占用方式は、図１０における１００２のように、最初から配置しはじめ、８つの位置ごとに１つの情報を配置し、すなわち、各ｗｏｒｄにおいて、８つの位置ごとに１つの情報（前記情報は前記８つの位置における最初の位置に配置される）を配置する。３つのｗｏｒｄのみを占めるため、残りの２つのｗｏｒｄ（図１０における１００３のように）を使用しない。デコーダの設計において、Ｐｍａｘは最大のｗｏｒｄのサイズに対応することができ、ｎの最大値は基本行列のいずれか１列における拡散係数ｚ個の情報のメモリにあるｗｏｒｄの数に対応することが分かった。前記基本行列に対応するいずれか１列におけるｚ＝９６個の情報は、１つの記憶ブロックに記憶されることができるため、異なるｗｏｒｄの間はアドレスのみで区分する必要があり、各ｗｏｒｄの情報は統合される。
【０２７６】
上記のように各情報をｗｏｒｄにおける対応位置に配置し、各ｗｏｒｄにおいて、８つの位置ごとに１つの情報を配置し、残りの位置は、本拡散係数ｚ＝９６（符号長ｚ＊Ｎｂ＝９６＊８＝７６８）であり、復号化する前に、先に長さが７６８の符号語情報をインタリーブすることができるため、前記インタリーブ方法は、前記パラメータＰｍａｘ、前記パラメータｐｌおよび前記パラメータｎにおける少なくとも１つのパラメータにより前記デインターリーブ方法を確定することを含む。前記インタリーブ方法は具体的に、前記復号化すべき符号語情報系列は７６８個の情報を含み、Ｎｂ＝８つの長さがそれぞれｚ＝９６の小データブロックを含み、各小データブロックをさらにｐｌ＝３２個のサブブロックに細分化し、そのうち、まず、各サブブロックにそれぞれＰｍａｘ−ｐｌ＝２５６−３２＝２２４ダミービットを充填して長さが２５６の復号化すべき小データブロックを得て、前記ダミービットは符号化または復号化に用いることがなく、その後、全ての前記復号化すべき小データブロックをインタリーブし、インタリーブ方法は、ビット逆順（ＢＲＯ、Ｂｉｔ  Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｏｒｄｅｒ）法である。前記ビット逆順インタリーブ方法は、インタリーブ前のインデックスがＦ０であり、Ｆ０を８ビットのバイナリビット系列に変換し、そして前記バイナリビット系列を左右に反転し、すなわち、最上位のビットと最下位のビットを互換し、２番上位のビットと２番下位のビットを互換するなど、反転後のバイナリ系列を得て、前記バイナリ系列を１０進数に変換すれば値がＦ１であることが得られ、すなわち、インタリーブ後のインデックスはＦ１であり、式はＹ’Ｆ１＝ＹＦ０として記すことができ、そのうち、Ｙはインタリーブ前の復号化すべき小データブロックであり、Ｙ’はインタリーブ後の復号化すべき小データブロックである。Ｆ０およびＦ１の例は、Ｆ０の１０進数の値が１５であると、その８ビットのバイナリ系列が００００１１１１であり、反転後の８ビットのバイナリ系列が１１１１００００であり、それに対応する１０進数がＦ１＝２４０であるため、インタリーブ過程において、インタリーブ後のＹ’において、インデックスが２４０の値は、インタリーブ前のＹにおけるインデックスが１５の値に等しい。符号化前に前記インタリーブ方法を実行すれば、対応して、符号化後にも逆の動作（デインターリーブ方法）を行ってデインターリーブ後の符号語データ系列を得る必要があり、すなわち、Ｙ’Ｆ０＝ＹＦ１から動作する。前記デインターリーブ方法は、前記パラメータＰｍａｘ、前記パラメータｐｌおよび前記パラメータｎにおける少なくとも１つのパラメータにより前記デインターリーブ方法を確定することを含む。その後、デインターリーブ後の符号語データ系列から符号語ビットを選択する。上記１０進数からバイナリ系列に変換する長さはＰｍａｘにより確定され、Ｐｍａｘは２の正整数べき乗に等しい必要があり、前記正整数べき乗とはバイナリ系列の長さである。
【０２７７】
同様に、ＬＤＰＣデコーダにおいて、上記インタリーブおよびデインターリーブ方法を用いてもよく、ビット数が予め設定された符号語に対して復号化演算を行う前に、ビット数が予め設定された符号語を先にインタリーブし、前記インタリーブ方法は上記方法と一致し、その後、ＬＤＰＣ復号化を行って復号化後の系列を得て、その後、復号化後の系列をデインターリーブし、そして該当するビットを選択して元情報ビット系列を得る。
【０２７８】
以上の分析から見られるように、前記ＬＤＰＣ符号のデコーダ（ｗｏｒｄのサイズが２５６であり、５つのｗｏｒｄを有するメモリ設計）は全ての拡散係数が、Ｐｍａｘの全ての正整数係数と５以下の全ての正整数とを乗算して得られた整数値を満たすことをサポートする。本実施例において、Ｐｍａｘは２の８乗であり、実際、Ｐｍａｘは２の正整数のべき乗に限られず、他の４よりも大きい任意の整数よりも大きくなってもよい。
【０２７９】
並びに、上記基本行列および拡散係数の設計方法により、送信エンコーダの設計において、元情報ビット系列に対してＬＤＰＣ符号化演算を行い、符号語系列を得る。前記基本行列および前記基本行列Ｈｂに対応する拡散係数Ｚにより、元情報ビット系列に対してＬＤＰＣ符号化演算を行い、符号語系列を得て、そのうち、Ｚは１以上の正整数である。
【０２８０】
下記形態２及び形態３において、いずれも上記符号化方法と復号化方法、インタリーブ方法とデインターリーブ方法、および関連するアルゴリズムを用いてもよい。上記符号化側インタリーブ方法をまとめると、まず、符号化前の情報ビットを均等に分割し、各セグメントの長さはｐｌビットであり、その後、各セグメントの後ろにＰｍａｘ−ｐｌビットを添加し、添加した後の各セグメントはいずれもＰｍａｘビットを有し、続いて、各セグメントに対して長さがＰｍａｘのバイナリビット反転ＢＲＯインタリーブを行う。
【０２８１】
上記符号化側デインターリーブ方法をまとめると、まず、符号化後の符号語ビットを均等に分割し、各セグメントの長さはＰｍａｘビットであり、続いて、各セグメントに対して長さがＰｍａｘのバイナリビット反転ＢＲＯデインターリーブを行う。
【０２８２】
そのうち、形態２により算出して他の拡散係数の基本行列を得ると、依然として２つのステップを含む。
【０２８３】
ステップ１．前記形態２の計算式の一部の計算式は、下記式である。
【数４７】
2019517209.tif 000049
【０２８４】
そのうち、
【数４８】
2019517209.tif 000050
は最大拡散係数ｚｖｍａｘ＝１２８０（Ｖｍａｘ＝６）に対応する基本行列Ｈｂ６におけるｉ行目とｊ列目の要素であり、α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであるため、αは２つの数を有し、１がＰｓｅｔの１つ目の要素２５６に対応し、対応する拡散係数は｛２５６，７６８，１２８０｝であり、８がＰｓｅｔの２つ目の要素３２に対応し、対応する拡散係数は｛３２，９６，１６０｝であり、ｖ＝１、２、３、４、５である。
【０２８５】
前記形態２におけるステップ１の方法は上記形態１におけるステップ１の方法と同じであることが分かった。そのため、上記形態２のステップ１に記載の方法により他の拡散係数（１２８０未満）の基本行列を算出することは、以下を含む。
【０２８６】
α＝８に対応する３つの拡散係数の基本行列Ｈｂ’１、Ｈｂ’２、Ｈｂ’３（拡散係数がそれぞれ｛３２，９６，１６０｝である）は、下記のとおりである。
【数４９】
2019517209.tif 000051
【０２８７】
α＝１に対応する別の２つの拡散係数の基本行列Ｈｂ’４、Ｈｂ’５（拡散係数がそれぞれ｛２５６，７６８｝である）は、下記のとおりである。
【数５０】
2019517209.tif 000052
【０２８８】
α＝１であるため、基本行列Ｈｂ’４及びＨｂ’５はいずれも最大拡散係数の基本行列に等しい。
【０２８９】
ステップ２．前記形態２による計算式の残りの計算式は、下記式である。
【数５１】
2019517209.tif 000053
【０２９０】
そのうち、ｖ＝１，２，３，４，５であり、
【数５２】
2019517209.tif 000054
は拡散係数ｚｖに対応する基本行列Ｈｂ’ｖにおけるｉ行目とｊ列目の要素であり、ｚｖの値は｛３２，９６，１６０，２５６，７６８｝であり、ｚｖｍａｘ＝１２８０である。従って、前記ステップ２の算出方法により、残りの５種類の基本行列（それぞれに対応する拡散係数が｛３２，９６，１６０，２５６，７６８｝である）を算出することができ、以下のとおりである。
【０２９１】
拡散係数３２に対応する基本行列Ｈｂ１：
【数５３】
2019517209.tif 000055
【０２９２】
拡散係数９６に対応する基本行列Ｈｂ２：
【数５４】
2019517209.tif 000056
【０２９３】
拡散係数１６０に対応する基本行列Ｈｂ３：
【数５５】
2019517209.tif 000057
【０２９４】
拡散係数２５６に対応する基本行列Ｈｂ４：
【数５６】
2019517209.tif 000058
【０２９５】
拡散係数７６８に対応する基本行列Ｈｂ５：
【数５７】
2019517209.tif 000059
【０２９６】
前記形態２の方法の有益な効果は、複数種の符号長が同じセットのデコーダを用いることができ、僅かな制御回路を増加すれば実現でき、つまり、前記形態により、ＬＤＰＣ符号は非常に融通の符号長の設計をサポートすることができ、従来のＬＤＰＣ符号の融通の符号長が不十分である問題を解決し、並びに、ＬＤＰＣ符号の行列特性は大きい拡散係数から小さい拡散係数へ変化する過程における変化が大きくないことを保証でき、ＬＤＰＣ符号はより大きな符号長の範囲内でより高い復号性能を保持することを保証する。
【０２９７】
同様に、形態３により算出して他の拡散係数の基本行列を得ると、依然として２個のステップを含む。
【０２９８】
ステップ１．前記形態３の計算式の一部の計算式は、下記式である。
【数５８】
2019517209.tif 000060
【０２９９】
そのうち、
【数５９】
2019517209.tif 000061
は最大拡散係数ｚｖｍａｘ＝１２８０（Ｖｍａｘ＝６）に対応する基本行列Ｈｂ６におけるｉ行目とｊ列目の要素であり、α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであるため、αは２つの数を有し、１がＰｓｅｔの１つ目の要素２５６に対応し、対応する拡散係数が｛２５６，７６８，１２８０｝であり、８がＰｓｅｔの２つ目の要素３２に対応し、対応する拡散係数が｛３２，９６，１６０｝であり、ｖ＝１、２、３、４、５である。
【０３００】
前記形態３におけるステップ１の方法は上記形態１におけるステップ１の方法と同じであることが分かった。従って、上記形態３のステップ１に記載の方法により他の拡散係数（１２８０未満）の基本行列Ｈｂ’１、Ｈｂ’２、Ｈｂ’３、Ｈｂ’４およびＨｂ’５を算出することは、上記形態１と形態２におけるステップ１で算出したものに等しく、ここでは説明を省略する。
【０３０１】
ステップ２．前記形態１による計算式の残りの計算式は、
【数６０】
2019517209.tif 000062
である。
【０３０２】
そのうち、ｖ＝１，２，３，４，５であり、
【数６１】
2019517209.tif 000063
は拡散係数ｚｖに対応する基本行列Ｈｂ’ｖにおけるｉ行目とｊ列目の要素であり、ｚｖの値は｛３２，９６，１６０，２５６，７６８｝であり、ｚｖｍａｘ＝１２８０である。従って、前記ステップ２の算出方法により、残りの５種類の基本行列（それぞれに対応する拡散係数が｛３２，９６，１６０，２５６，７６８｝である）を算出することができ、次のとおりである。
【０３０３】
拡散係数３２に対応する基本行列Ｈｂ１：
【数６２】
2019517209.tif 000064
【０３０４】
拡散係数９６に対応する基本行列Ｈｂ２：
【数６３】
2019517209.tif 000065
【０３０５】
拡散係数１６０に対応する基本行列Ｈｂ３：
【数６４】
2019517209.tif 000066
【０３０６】
拡散係数２５６に対応する基本行列Ｈｂ４：
【数６５】
2019517209.tif 000067
【０３０７】
拡散係数７６８に対応する基本行列Ｈｂ５：
【数６６】
2019517209.tif 000068
【０３０８】
前記形態３の方法の有益な効果は、複数種の符号長が同じセットのデコーダを用いることができ、僅かな制御回路を増加すれば実現でき、つまり、前記形態により、ＬＤＰＣ符号は非常に融通の符号長の設計をサポートすることができ、従来のＬＤＰＣ符号の融通の符号長が不十分である問題を解決し、並びに、ＬＤＰＣ符号の行列特性は大きい拡散係数から小さい拡散係数へ変化する過程における変化が大きくないことを保証でき、ＬＤＰＣ符号はより大きな符号長の範囲内でより高い復号性能を保持することを保証する。
【０３０９】
好ましくは、本実施例における具体例は上記実施例および好ましい実施形態に記載された例を参考することでき、本実施例では説明を省略する。
【実施例９】
【０３１０】
前記ＬＤＰＣ符号はＶ種類の符号長をサポートし、各種の符号長はいずれも１つの同じサイズＭｂ＊Ｎｂを有する基本行列Ｈｂに対応し、且つ、各種の符号長の基本行列の非零正方行列に対応する要素は行列に現れる位置がいずれも同じ又は最大で３つが異なる。前記拡散係数Ｚは１組の確定されたセット｛ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚｖｍａｘ｝をサポートし、各種の符号長の拡散係数は前記拡散係数セットにおける１つの要素であり、各種の符号長の非零正方行列に対応する要素の値はいずれも最大符号長の非零正方行列に対応する要素により算出され、すなわち、下記式である。
【数６７】
2019517209.tif 000069
【０３１１】
そのうち、α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであり、ｖ＝１，２，…，Ｖｍａｘであり、ｚ１、ｚ２、ｚ３、…、ｚｖｍａｘは昇順に配列され、ｚｖｍａｘは最大符号長の拡散係数であり、ｚｖはｖ個目の符号長の拡散係数であり、
【数６８】
2019517209.tif 000070
は最大符号長のｉ行目とｊ列目の非負−１要素であり、
【数６９】
2019517209.tif 000071
はｖ個目の符号長ののｉ行目とｊ列目の非負−１要素である。ｍｏｄはモジュロ動作であり、［］はフロア動作であり、Ｒｏｕｎｄは四捨五入動作である。前記拡散係数ｚｖはいずれも１つの正整数値ｐｌのｎ倍であり、すなわち、ｚ＝ｐｌ＊ｎである。そのうち、前記正整数値ｐｌはサブセットＰｓｅｔの１つの要素であり、そのうち、前記サブセットＰｓｅｔはＰｍａｘの全ての正整数の因数から構成されるセットにおける１つのサブセットであり、ｎは１つの自然数であり、Ｐｍａｘは４以上の整数である。
【０３１２】
ここでは、１つのより具体的な例を挙げる。
【０３１３】
前記Ｐｓｅｔは｛１０、２０、４０、８０、１２０、２４０｝であり、すなわち、Ｐｍａｘ＝２４０であり、ｎの値は２であり、６つの拡散係数を有し、拡散係数Ｚがサポートする１組の確定されたセットのサイズは６であり、すなわち、Ｖｍａｘ＝６であり、１組の拡散係数セットが｛２０，４０，８０，１６０，２４０，４８０｝であり、対応する符号長セットが｛１００，２００，４００，８００，１２００，２４００｝であり、対応する最大拡散係数ｚｖｍａｘ＝４８０であり、その最大拡散係数ｚｖｍａｘ＝４８０に対応する基本行列Ｈｂ６は、下記のとおりである。
【数７０】
2019517209.tif 000072
【０３１４】
そのうち、基本行列Ｈｂ６の次元は５行１０列であり、基本行列の行数（または検査列数）がＭｂ＝５であり、基本行列の総列数Ｎｂ＝１０であり、基本行列の組織列数Ｋｂ＝Ｎｂ−Ｍｂ＝１０−５＝５であり、すなわち、基本行列の最初のＫｂ＝５列から構成されるサブ行列は組織ビットに対応するＭｂ×ＫｂのブロックＡであり、基本行列の最後のＭｂ＝５列から構成されるサブ行列は検査ビットに対応するＭｂ×ＭｂのブロックＢであり、基本行列Ｈｂ６は［Ａ，Ｂ］として記載できることがわかった。他の符号長｛２０，４０，８０，１６０，２４０｝での各基本行列も全てそれぞれ上記と同じ行列パラメータ（Ｋｂ，Ｎｂ，Ｍｂ）であり、ここでは説明を省略する。
【０３１５】
各種の符号長｛１００，２００，４００，８００，１２００，２４００｝の拡散係数は前記拡散係数セット｛２０，４０，８０，１６０，２４０，４８０｝における１つの要素であり、各種の符号長の非零正方行列に対応する要素の値はいずれも最大符号長２４００の非零正方行列に対応する要素により算出され、すなわち、下記式である。
【数７１】
2019517209.tif 000073
【０３１６】
そのうち、α＝Ｐｍａｘ／ｐｌであり、ｐｌはサブセットＰｓｅｔ＝｛１０，２０，４０，８０，１２０，２４０｝の１つの要素であり、すなわち、拡散係数セット｛２０，４０，８０，１６０，２４０，４８０｝と一対一で対応し、拡散係数セットにおけるｉ０個目の要素はサブセットＰｓｅｔにおけるｉ０個目の要素×ｎ＝２、ｉ０＝１、２、…、６に等しい。そのため、拡散係数セット｛２０，４０，８０，１６０，２４０，４８０｝における任意の拡散係数に対応するαの値は｛２４、１２、６、３、２、１｝である。さらに、上記式により、対応する符号長が｛１００，２００，４００，８００，１２００｝（対応する拡散係数セットが｛２０，４０，８０，１６０，２４０｝である）の基本行列はそれぞれ以下のとおりであることがわかった。
【０３１７】
拡散係数２０に対応する基本行列Ｈｂ１：
【数７２】
2019517209.tif 000074
【０３１８】
拡散係数４０に対応する基本行列Ｈｂ２：
【数７３】
2019517209.tif 000075
【０３１９】
拡散係数８０に対応する基本行列Ｈｂ３：
【数７４】
2019517209.tif 000076
【０３２０】
拡散係数１６０に対応する基本行列Ｈｂ４：
【数７５】
2019517209.tif 000077
【０３２１】
拡散係数２４０に対応する基本行列Ｈｂ５：
【数７６】
2019517209.tif 000078
【０３２２】
あるいは、上記全ての基本行列の間で最大で３つの非零正方行列に対応する要素が異なり、以下を例とし、６つの基本行列｛Ｈｂ１，Ｈｂ２，Ｈｂ３，Ｈｂ４，Ｈｂ５，Ｈｂ６｝の２つの間で最大で３つの非零正方行列に対応する要素が異なることは見られ、その有益な効果は、基本行列が統一の基本行列特性（例えば、度分布など特性）を保留することが保証できるとともに、新しい行列特性を増加させることができ、基本行列が各符号長で比較的優れる性能を得ることができるように保証する。
【０３２３】
拡散係数２０に対応する基本行列Ｈｂ１：
【数７７】
2019517209.tif 000079
【０３２４】
拡散係数４０に対応する基本行列Ｈｂ２：
【数７８】
2019517209.tif 000080
【０３２５】
拡散係数８０に対応する基本行列Ｈｂ３：
【数７９】
2019517209.tif 000081
【０３２６】
拡散係数１６０に対応する基本行列Ｈｂ４：
【数８０】
2019517209.tif 000082
【０３２７】
拡散係数２４０に対応する基本行列Ｈｂ５：
【数８１】
2019517209.tif 000083
【０３２８】
当業者であれば、上記本発明の各モジュールまたは各ステップは通用の計算装置により実現でき、それらは単一の計算装置に集中してもよく、または複数の計算装置からなるネットワークに分布されてもよいことが明らかである。好ましくは、それらは計算装置が実行可能なプログラムコードにより実現できるため、それらを記憶装置に記憶して計算装置により実行することができ、且つ、ある場合、ここでの順序と異なる順序で示されるまたは記載されるステップを実行することができ、またはそれらを各集積回路モジュールにそれぞれ作製し、またはそれらにおける複数のモジュールまたはステップを単一の集積回路モジュールに作製して実現する。このように、本発明はいずれかの特定のハードウェアとソフトウェアとの組み合わせに限定されない。
【０３２９】
上記は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、当業者にとって、本発明は各種の変更と変化が可能である。本発明の精神および原則内にある全ての修正、均等置換、改良などは、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０３３０】
本発明の実施例に係る形態は、ＬＤＰＣ符号化と復号化過程に用いることができ、適当な基本行列を設計することにより、前記基本行列およびそれに対応する拡散係数に基づき、符号化または復号化を完成し、超高速度のＬＤＰＣ符号化と復号化を実現し、Ｔｕｒｂｏ符号に近い符号／復号性能を実現し、従来のＬＤＰＣエンコーダ／デコーダのインクリメンタルリダンダンシーＨＡＲＱをサポートできないおよび融通性が不十分である問題を解決した。
【図１】
2019517209.tif 000116
【図２】
2019517209.tif 000117
【図３】
2019517209.tif 000118
【図４】
2019517209.tif 000119
【図５】
2019517209.tif 000120
【図６】
2019517209.tif 000121
【図７】
2019517209.tif 000122
【図８】
2019517209.tif 000123
【図９】
2019517209.tif 000124
【図１０】
2019517209.tif 000125
【国際調査報告】
2019517209.tif 000126
2019517209.tif 000127
2019517209.tif 000128
2019517209.tif 000129