(57)【要約】【課題】無線通信システムにおける低密度パリティ検査行列を用いてデータを符号化及び復号化する方法及び装置、ＬＤＰＣコードを用いてデータを符号化する方法、ＬＤＰＣコードを用いてデータを符号化する装置を提供する。【解決手段】低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いたデータ符号化方法において、パーミュテーション行列、ゼロ行列及び基本行列を提供する段階と、前記パーミュテーション行列及びゼロ行列を用いて前記基本行列を拡張することで、パリティ行列を生成する段階と、前記パリティ行列を用いて、伝送されるデータを符号化する段階と、を含んでデータ符号化方法を構成する。【選択図】図１
2011019282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いて入力データを符号化する方法であって、
前記方法は、コードレートに対して定義される第１基本行列から生成されるパリティ検査行列を用いて前記入力データを符号化することを含み、
前記コードレートが２／３である場合に、前記第１基本行列は、
【数１】
2011019282.tif 000017
であり、“−１”は、ｚｍａｘ×ｚｍａｘサイズを有するゼロ行列を示し、“０”は、ｚｍａｘ×ｚｍａｘサイズを有する恒等行列を示し、正の整数は、ｚｍａｘ×ｚｍａｘサイズを有する第１パーミュテーション行列を示し、前記第１パーミュテーション行列は、前記恒等行列を前記正の整数だけ循環シフトすることによって生成される、方法。
【請求項２】
前記入力データを符号化することは、
第２基本行列を、前記第１基本行列の各要素に対応する各第１値を前記第２基本行列の各要素に対応する第２値に取り替えることによって、生成することであって、前記第２値は、ｚ×ｚサイズを有するゼロ行列または第２パーミュテーション行列のいずれかを示す整数であり、ｚは、ｚｍａｘよりも小さい、ことと、
前記第２基本行列の各第２値を、ｚ×ｚサイズを有する対応する第２パーミュテーション行列または前記ゼロ行列に取り替えることによって、前記パリティ検査行列を生成することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いて、符号化されたデータを復号化する方法であって、
前記方法は、コードレートに対して定義される第１基本行列から生成されるパリティ検査行列を用いて前記符号化されたデータを復号化することを含み、
前記コードレートが２／３である場合に、前記第１基本行列は、
【数２】
2011019282.tif 000018
であり、“−１”は、ｚｍａｘ×ｚｍａｘサイズを有するゼロ行列を示し、“０”は、ｚｍａｘ×ｚｍａｘサイズを有する恒等行列を示し、正の整数は、ｚｍａｘ×ｚｍａｘサイズを有する第１パーミュテーション行列を示し、前記第１パーミュテーション行列は、前記恒等行列を前記正の整数だけ循環シフトすることによって生成される、方法。
【請求項４】
前記符号化されたデータを復号化することは、
第２基本行列を、前記第１基本行列の各要素に対応する各第１値を前記第２基本行列の各要素に対応する第２値に取り替えることによって、生成することであって、前記第２値は、ｚ×ｚサイズを有するゼロ行列または第２パーミュテーション行列のいずれかを示す整数であり、ｚは、ｚｍａｘよりも小さい、ことと、
前記第２基本行列の各第２値を、ｚ×ｚサイズを有する対応する第２パーミュテーション行列または前記ゼロ行列に取り替えることによって、前記パリティ検査行列を生成することと
を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ｚｍａｘは、９６である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
前記第２基本行列の各要素に対応する前記第２値は、非負整数または“−１”のいずれかであり、
前記パリティ検査行列を生成することは、
“−１”の前記第２値を、ｚ×ｚサイズを有する前記ゼロ行列に取り替えることと、
前記正の整数の前記第２値を、ｚ×ｚサイズを有する第２パーミュテーション行列に置き換えることであって、前記第２パーミュテーション行列は、前記正の整数に従って、ｚ×ｚサイズを有する恒等行列から変形される、ことと、
ゼロの前記第２値を、ｚ×ｚサイズを有する前記恒等行列である第２パーミュテーション行列に取り替えることと
を含む、請求項２または４に記載の方法。
【請求項７】
前記正の整数によって示される前記第２パーミュテーション行列は、前記正の整数に等しい間隔の数だけ前記恒等行列の各行全体または各列全体のいずれかを循環シフトすることによって、変形される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１パーミュテーション行列および前記第２パーミュテーション行列の各々は、“１”の行の重みおよび列の重みを有するものとして定義される、請求項２または４に記載の方法。
【請求項９】
各第２値は、ｓｈｉｆｔ（ｚ）＝ｆｌｏｏｒ（ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）ｚ／ｚｍａｘ）に基づいて決定され、“ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）”は、前記第１値であり、“ｓｈｉｆｔ（ｚ）”は、前記第２値であり、“ｆｌｏｏｒ（ｘ）”は、ｘから負の無限大方向に最も近い整数を示す、請求項２または４に記載の方法。
【請求項１０】
低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いて入力データを符号化する装置であって、
前記装置は、コードレートに対して定義される第１基本行列から生成されるパリティ検査行列を用いて前記入力データを符号化する符号器を含み、
前記コードレートが２／３である場合に、前記第１基本行列は、
【数３】
2011019282.tif 000019
であり、“−１”は、ｚｍａｘ×ｚｍａｘサイズを有するゼロ行列を示し、“０”は、ｚｍａｘ×ｚｍａｘサイズを有する恒等行列を示し、正の整数は、ｚｍａｘ×ｚｍａｘサイズを有する第１パーミュテーション行列を示し、前記第１パーミュテーション行列は、前記恒等行列を前記正の整数だけ循環シフトすることによって生成される、装置。
【請求項１１】
前記符号器は、
第２基本行列を、前記第１基本行列の各要素に対応する各第１値を前記第２基本行列の各要素に対応する第２値に取り替えることによって、生成する基本行列生成モジュールであって、前記第２値は、ｚ×ｚサイズを有するゼロ行列または第２パーミュテーション行列のいずれかを示す整数であり、ｚは、ｚｍａｘよりも小さい、基本行列生成モジュールと、
前記第２基本行列の各第２値を、ｚ×ｚサイズを有する対応する第２パーミュテーション行列または前記ゼロ行列に取り替えることによって、前記パリティ検査行列を生成するパリティ検査行列生成モジュールと
を含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いて、符号化されたデータを復号化する装置であって、
前記装置は、コードレートに対して定義される第１基本行列から生成されるパリティ検査行列を用いて前記符号化されたデータを復号化する復号器を含み、
前記コードレートが２／３である場合に、前記第１基本行列は、
【数４】
2011019282.tif 000020
であり、“−１”は、ｚｍａｘ×ｚｍａｘサイズを有するゼロ行列を示し、“０”は、ｚｍａｘ×ｚｍａｘサイズを有する恒等行列を示し、正の整数は、ｚｍａｘ×ｚｍａｘサイズを有する第１パーミュテーション行列を示し、前記第１パーミュテーション行列は、前記恒等行列を前記正の整数だけ循環シフトすることによって生成される、装置。
【請求項１３】
前記復号器は、
第２基本行列を、前記第１基本行列の各要素に対応する各第１値を前記第２基本行列の各要素に対応する第２値に取り替えることによって、生成する基本行列生成モジュールであって、前記第２値は、ｚ×ｚサイズを有するゼロ行列または第２パーミュテーション行列のいずれかを示す整数であり、ｚは、ｚｍａｘよりも小さい、基本行列生成モジュールと、
前記第２基本行列の各第２値を、ｚ×ｚサイズを有する対応する第２パーミュテーション行列または前記ゼロ行列に取り替えることによって、前記パリティ検査行列を生成するパリティ検査行列生成モジュールと
を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ｚｍａｘは、９６である、請求項１０または１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２基本行列の各要素に対応する前記第２値は、非負整数または“−１”のいずれかであり、
前記パリティ検査行列生成モジュールは、
“−１”の前記第２値を、ｚ×ｚサイズを有する前記ゼロ行列に取り替える手段と、
前記正の整数の前記第２値を、ｚ×ｚサイズを有する第２パーミュテーション行列に置き換える手段であって、前記第２パーミュテーション行列は、前記正の整数に従って、ｚ×ｚサイズを有する恒等行列から変形される、手段と、
ゼロの前記第２値を、ｚ×ｚサイズを有する前記恒等行列である第２パーミュテーション行列に取り替える手段と
を含む、請求項１１または１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記正の整数によって示される前記第２パーミュテーション行列は、前記正の整数に等しい間隔の数だけ前記恒等行列の各行全体または各列全体のいずれかを循環シフトすることによって、変形される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１パーミュテーション行列および前記第２パーミュテーション行列の各々は、“１”の行の重みおよび列の重みを有するものとして定義される、請求項１１または１３に記載の装置。
【請求項１８】
各第２値は、ｓｈｉｆｔ（ｚ）＝ｆｌｏｏｒ（ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）ｚ／ｚｍａｘ）に基づいて決定され、“ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）”は、前記第１値であり、“ｓｈｉｆｔ（ｚ）”は、前記第２値であり、“ｆｌｏｏｒ（ｘ）”は、ｘから負の無限大方向に最も近い整数を示す、請求項１１または１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおける符号化及び復号化方法に関するもので、より具体的には、無線通信システムにおける低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いてデータを符号化・復号化する方法及びその装置に関するものである。本発明は、多様な範囲に応用されるもので、特に、複雑な演算を簡素化させ、メモリ空間を効率的に活用するのに適している。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、符号化（ｅｎｃｏｄｉｎｇ）は、送信側から送信されたデータが通信チャネルを通して伝送される過程で発生する信号の歪み、損失などによるエラー発生にもかかわらず、受信側で元のデータを復元できるように送信側でデータを処理する過程を意味する。また、復号化（ｄｅｃｏｄｉｎｇ）は、符号化されて送信された信号を、受信側で元のデータに復元する過程である。
【０００３】
ＬＤＰＣコードを用いた符号化方法が知られているが、ＬＤＰＣコードは、１９６２年にＧａｌｌａｇｅｒが博士学位論文の主題として提案したエラー訂正コードである。より具体的に、パリティ検査行列Ｈは、その元素がほとんど０である低密度の線形ブロック符号である。ＬＤＰＣ符号は、非常に複雑であり、提案当時の技術では具現不可能であったが、１９９５年に再び発見され、その性能が非常に優秀であることが立証されて以来、最近まで研究が活発に行われている。（参考文献：［１］Ｒｏｂｅｒｔ  Ｇ．Ｇａｌｌａｇｅｒ、"Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ−Ｃｈｅｃｋ  Ｃｏｄｅｓ"、Ｔｈｅ  ＭＩＴ  Ｐｒｅｓｓ、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １５、１９６３．（非特許文献１）［２］Ｄ．Ｊ．Ｃ．Ｍａｃｋａｙ、Ｇｏｏｄ  ｅｒｒｏｒ−ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ  ｃｏｄｅｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｖｅｒｙ  ｓｐａｒｓｅ  ｍａｔｒｉｃｅｓ、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆｏｒｍ．Ｔｈｅｏｒｙ、ＩＴ−４５、ｐｐ．３９９−４３１（１９９９）（非特許文献２））
ＬＤＰＣコードのパリティ検査行列は、１の個数が非常に少ないため、非常に大きいブロック大きさでも反復復号を通して復号が可能であり、ブロック大きさが非常に大きくなると、ターボコードのように、シャノン（Ｓｈａｎｎｏｎ）のチャネル容量限界に近接する性能を示す。
【０００４】
ＬＤＰＣコードは、（ｎ−ｋ）×ｎパリティ検査行列Ｈによって定義される。ここで、‘ｎ’は、符号化後のコードワード大きさを意味し、‘ｋ’は、符号化前のデータ大きさを意味する。前記パリティ検査行列Ｈに対応する生成行列Ｇは、次の数学式１によって求められる。
【０００５】
（数学式１）
Ｈ・Ｇ＝０
ＬＤＰＣコードを用いた符号化及び復号化方法において、送信側では、前記パリティ検査行列Ｈと前記生成行列Ｇを用いて、次の数学式２によって入力データを符号化することができる。
【０００６】
（数学式２）
ｃ＝Ｇ・ｕ
数学式２において、ｃは、コードワードを意味し、ｕは、データフレームを意味する。
【０００７】
最近は、前記生成行列Ｇによらず、前記パリティ検査行列Ｈを用いて入力データを符号化する方法が一般的に用いられている。したがって、上述したように、ＬＤＰＣコードを用いた符号化方法では、前記パリティ検査行列Ｈが最も重要な要素といえる。前記パリティ検査行列Ｈは、約１０００×２０００以上の大きさを有するため、符号化及び復号化過程で多くの演算が要求され、具現が非常に複雑であり、多くの保存空間が要求されるという問題点があった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｒｏｂｅｒｔ  Ｇ．Ｇａｌｌａｇｅｒ、「Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ−Ｃｈｅｃｋ  Ｃｏｄｅｓ」、Ｔｈｅ  ＭＩＴ  Ｐｒｅｓｓ、１９６３年９月１５日
【非特許文献２】Ｄ．Ｊ．Ｃ．Ｍａｃｋａｙ、「Ｇｏｏｄ  ｅｒｒｏｒ−ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ  ｃｏｄｅｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｖｅｒｙ  ｓｐａｒｓｅ  ｍａｔｒｉｃｅｓ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆｏｒｍ．Ｔｈｅｏｒｙ、ＩＴ−４５、ｐｐ．３９９−４３１、１９９９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来の問題点を解決するためのもので、その目的は、無線通信システムにおける低密度パリティ検査行列を用いてデータを符号化・復号化する方法及び装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、ＬＤＰＣコードを用いてデータを符号化する方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、ＬＤＰＣコードを用いてデータを符号化する装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（項目１）
低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いたデータ符号化方法において、
パーミュテーション行列、ゼロ行列及び基本行列を提供する段階と、
前記パーミュテーション行列及びゼロ行列を用いて前記基本行列を拡張することで、パリティ行列を生成する段階と、
前記パリティ行列を用いて、伝送されるデータを符号化する段階と、を含むデータ符号化方法。
（項目２）
前記基本行列は、前記基本行列内のそれぞれの第１地点に対応する値を、前記パーミュテーション行列及び前記パーミュテーション行列に基づいて変形されたパーミュテーション行列のうち一つに取り替え、前記基本行列内のそれぞれの第２地点に対応する値を前記ゼロ行列に取り替えることで拡張されることを特徴とする項目１に記載のデータ符号化方法。
（項目３）
前記それぞれの第１地点は、非負整数からなり、前記それぞれの第２地点は、負整数からなることを特徴とする項目２に記載のデータ符号化方法。
（項目４）
前記基本行列の各地点は、非負整数及び“−１”のうち何れか一つを含み、前記基本行列を拡張して前記パリティ行列を生成する段階は、
“−１”の値を有する前記基本行列の各地点をゼロ行列に取り替える段階と、
正の整数値を有する前記基本行列の各地点を、前記正の整数値によって変形されたパーミュテーション行列に取り替える段階と、
“０”の値を有する前記基本行列の各地点を、変形されていない前記パーミュテーション行列に取り替える段階と、を含むことを特徴とする項目２に記載のデータ符号化方法。
（項目５）
前記パーミュテーション行列は、前記パーミュテーション行列に対して前記正の整数に該当する間隔だけ各行及び各列を循環シフトさせて変形されることを特徴とする項目４に記載のデータ符号化方法。
（項目６）
前記パーミュテーション行列の列及び行の個数は、前記ゼロ行列の列及び行の個数とそれぞれ同一であることを特徴とする項目１に記載のデータ符号化方法。
（項目７）
前記パーミュテーション行列の列及び行の重みは、“１”であることを特徴とする項目１に記載のデータ符号化方法。
（項目８）
前記パーミュテーション行列の行及び列の個数はｚで、前記基本行列の行の個数は、前記パリティ行列の列の個数に［（１−コーディングレート）／ｚ］を掛けた値と同一であることを特徴とする項目１に記載のデータ符号化方法。
（項目９）
特定コードレートのための第１コードワード長さ及び特定値を有する各地点と関連する第１基本マトリックスを提供する段階と、
前記第１基本行列の各地点の値を変更することで、第２コードワード長さと関連する第２基本行列を生成する段階と、をさらに含み、
前記第１基本行列の各地点の値は、第１パーミュテーション行列の列と行の個数及び第２パーミュテーション行列の列と行の個数によって前記各特定地点に対応する値をフローリング（ｆｌｏｏｒｉｎｇ）することで変更されることを特徴とする項目１に記載のデータ符号化方法。
（項目１０）
前記パリティ行列は、前記第２パーミュテーション行列とゼロ行列を用いて前記第２基本行列を拡張することで生成されることを特徴とする項目９に記載のデータ符号化方法。
（項目１１）
前記変更は、次の関数、
ｓｈｉｆｔ（ｚ）＝ｆｌｏｏｒ（ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）ｚ／ｚｍａｘ）
（ここで、ｚｍａｘは、前記第１パーミュテーション行列の列及び行の個数で、ｚは、前記第２パーミュテーション行列の列及び行の個数で、ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）は、前記第１基本行列の特定地点の値で、ｓｈｉｆｔ（ｚ）は、前記第２基本行列内の特定地点の変更された値で、ｆｌｏｏｒ（ｘ）は、ｘから負の無限大方向に最も近い整数を意味する。）によって行われることを特徴とする項目９に記載のデータ符号化方法。
（項目１２）
前記ｚｍａｘは、９６であることを特徴とする項目１１に記載のデータ符号化方法。
（項目１３）
前記各特定地点は、正の整数値を有することを特徴とする項目９に記載のデータ符号化方法。
（項目１４）
前記第１コードワード長さは、最大のコードワード長さであることを特徴とする項目９に記載のデータ符号化方法。
（項目１５）
前記特定コードレートは、１／２、２／３及び３／４のうち何れか一つであることを特徴とする項目９に記載のデータ符号化方法。
（項目１６）
前記基本行列の各地点は、非負整数及び“−１”のうち何れか一つの値を有することを特徴とする項目９に記載のデータ符号化方法。
（項目１７）
前記特定コードレートは、２／３で、前記第１基本行列は、
【化１】
2011019282.tif 000003
であることを特徴とする項目９に記載のデータ符号化方法。
（項目１８）
低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）行列を用いてデータを符号化または復号化する方法において、
多数のｚ×ｚゼロサブ行列及び多数のｚ×ｚパーミュテーションサブ行列を含むパリティ行列を用いる段階を含む符号化または復号化方法。
（項目１９）
ｍｂ×ｍｂ基本行列は、前記基本行列内のそれぞれの第１地点に対応する値をパーミュテーション行列に取り替え、前記基本行列内のそれぞれの第２地点に対応する値を前記ゼロ行列に取り替えることで、ｍｂ＊ｚ×ｍｂ＊ｚパリティ行列に拡張されることを特徴とする項目１８に記載の符号化または復号化方法。
（項目２０）
前記それぞれの第１地点は、非負整数からなり、前記それぞれの第２地点は、負整数からなることを特徴とする項目１９に記載の符号化または復号化方法。
（項目２１）
前記基本行列の各地点は、非負整数及び“−１”のうち何れか一つを含み、前記基本行列を拡張して前記パリティ行列を生成する段階は、
“−１”の値を有する前記基本行列の各地点をｚ×ｚゼロサブ行列に取り替える段階と、
正の整数値を有する前記基本行列の各地点を、前記正の整数値によって変形されたｚ×ｚパーミュテーションサブ行列に取り替える段階と、
“０”の値を有する前記基本行列の各地点を、変形されていない前記ｚ×ｚパーミュテーション行列に取り替える段階と、を含むことを特徴とする項目１９に記載の符号化または復号化方法。
（項目２２）
前記ｚ×ｚパーミュテーションサブ行列は、前記正の整数に該当する間隔だけ各行及び各列を循環シフトさせて変形されることを特徴とする項目２１に記載の符号化または復号化方法。
（項目２３）
前記ｚ×ｚパーミュテーションサブ行列の列及び行の重みは、“１”であることを特徴とする項目１８に記載の符号化または復号化方法。
（項目２４）
特定コードレートのための第１コードワード長さ及び特定値を有する各地点と関連する第１ｍｂ×ｍｂ基本行列を提供する段階と、
前記第１基本行列の各地点の値を変更することで、第２コードワード長さと関連する第２ｍｂ×ｍｂ基本行列を生成する段階と、をさらに含み、
前記第１基本行列の各地点の値は、第１パーミュテーション行列の列と行の個数及び第２パーミュテーション行列の列と行の個数によって前記各特定地点に対応する値をフローリングすることで変更されることを特徴とする項目１８に記載の符号化または復号化方法。
（項目２５）
前記パリティ行列は、前記第２ｍｂ×ｍｂ基本行列を前記第２パーミュテーション行列及び前記ゼロ行列に拡張することで生成されることを特徴とする項目２４に記載の符号化または復号化方法。
（項目２６）
前記変更は、次の関数、
ｓｈｉｆｔ（ｚ）＝ｆｌｏｏｒ（ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）ｚ／ｚｍａｘ）
（ここで、ｚｍａｘは、前記第１パーミュテーション行列の列及び行の個数で、ｚは、前記第２パーミュテーション行列の列及び行の個数で、ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）は、前記第１基本行列の特定地点の値で、ｓｈｉｆｔ（ｚ）は、前記第２基本行列内の特定地点の変更された値で、ｆｌｏｏｒ（ｘ）は、ｘから負の無限大方向に最も近い整数を意味する。）によって行われることを特徴とする項目２４に記載の符号化または復号化方法。
（項目２７）
前記各地点は、正の整数を有する地点であることを特徴とする項目２４に記載の符号化または復号化方法。
（項目２８）
前記ｚｍａｘは、９６であることを特徴とする項目２６に記載の符号化または復号化方法。
（項目２９）
前記基本行列の各地点は、非負整数及び“−１”のうち何れか一つの値を有することを特徴とする項目２４に記載の符号化または復号化方法。
（項目３０）
前記特定コードレートは、２／３で、前記第１基本行列は、
【化２】
2011019282.tif 000004
であることを特徴とする項目２４に記載の符号化または復号化方法。
（項目３１）
特定コードワード長さに対する低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いて特定コードレートでデータを符号化または復号化するために基本行列を提供する方法において、
特定コードレートに対する第１コードワード長さと関連し、各地点に特定値を有する第１基本行列を提供する段階と、
前記第１基本行列の各地点の値を変更し、第２コードワード長さと関連した第２基本行列を生成する段階と、を含み、
前記第１基本行列の各地点の値は、第１パーミュテーション行列の列と行の個数及び第２パーミュテーション行列の列と行の個数によって前記各地点の値をフローリングすることで変更されることを特徴とする基本行列提供方法。
（項目３２）
前記変更は、次の関数、
ｓｈｉｆｔ（ｚ）＝ｆｌｏｏｒ（ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）ｚ／ｚｍａｘ）
（ここで、ｚｍａｘは、前記第１パーミュテーション行列の列及び行の個数で、ｚは、前記第２パーミュテーション行列の列及び行の個数で、ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）は、前記第１基本行列の特定地点の値で、ｓｈｉｆｔ（ｚ）は、前記第２基本行列内の特定地点の変更された値で、ｆｌｏｏｒ（ｘ）は、ｘから負の無限大方向に最も近い整数を意味する。）によって行われることを特徴とする項目３１に記載の基本行列提供方法。
（項目３３）
前記ｚｍａｘは、９６であることを特徴とする項目３２に記載の基本行列提供方法。
（項目３４）
前記各地点は、正の整数を有する地点であることを特徴とする項目３１に記載の基本行列提供方法。
（項目３５）
前記第１コードワード長さは、最大のコードワード長さであることを特徴とする項目３１に記載の基本行列提供方法。
（項目３６）
前記特定コードレートは、１／２、２／３及び３／４のうち何れか一つであることを特徴とする項目３１に記載の基本行列提供方法。
（項目３７）
低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）行列を用いて２／３コードレートでデータを符号化または復号化する方法において、
【化３】
2011019282.tif 000005
である基本行列を用いることを特徴とする符号化または復号化方法。
（項目３８）
低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いてデータを復号化する方法において、
パーミュテーション行列、ゼロ行列及び基本行列を提供する段階と、
前記パーミュテーション行列及びゼロ行列を用いて前記基本行列を拡張することで、パリティ行列を生成する段階と、
前記パリティ行列を用いて受信データを復号化する段階と、を含むデータ復号化方法。
（項目３９）
前記基本行列は、前記基本行列内のそれぞれの第１地点に対応する値を前記パーミュテーション行列及び前記パーミュテーション行列に基づいて変形されたパーミュテーション行列のうち一つに取替え、前記基本行列内のそれぞれの第２地点に対応する値を前記ゼロ行列に取り替えることで拡張されることを特徴とする項目３８に記載のデータ復号化方法。
（項目４０）
前記それぞれの第１地点は、非負整数からなり、前記それぞれの第２地点は、負整数からなることを特徴とする項目３９に記載のデータ復号化方法。
（項目４１）
前記基本行列の各地点は、非負整数及び“−１”のうち何れか一つを含み、前記基本行列を拡張して前記パリティ行列を生成する段階は、
“−１”の値を有する前記基本行列の各地点をゼロ行列に取り替える段階と、
正の整数値を有する前記基本行列の各地点を、前記正の整数値によって変形されたパーミュテーション行列に取り替える段階と、
“０”の値を有する前記基本行列の各地点を、変形されていない前記パーミュテーション行列に取り替える段階と、を含むことを特徴とする項目３８に記載のデータ復号化方法。
（項目４２）
前記パーミュテーション行列は、前記パーミュテーション行列に対して前記正の整数に該当する間隔だけ各行及び各列を循環シフトさせて変形されることを特徴とする項目４１に記載のデータ復号化方法。
（項目４３）
前記パーミュテーション行列の列及び行の個数は、前記ゼロ行列の列及び行の個数とそれぞれ同一であることを特徴とする項目３８に記載のデータ復号化方法。
（項目４４）
前記パーミュテーション行列の列及び行の重みは、“１”であることを特徴とする項目３８に記載のデータ復号化方法。
（項目４５）
前記パーミュテーション行列の行及び列の個数はｚで、前記基本行列の行の個数は、前記パリティ行列の列の個数に［（１−コーディングレート）／ｚ］を掛けた値と同一であることを特徴とする項目３８に記載のデータ復号化方法。
（項目４６）
特定コードレートのための第１コードワード長さ及び特定値を有する各地点と関連する第１基本マトリックスを提供する段階と、
前記第１基本行列の各地点の値を変更することで、第２コードワード長さと関連する第２基本行列を生成する段階と、をさらに含み、
前記第１基本行列の各地点の値は、第１パーミュテーション行列の列と行の個数及び第２パーミュテーション行列の列と行の個数によって前記各特定地点に対応する値をフローリングすることで変更されることを特徴とする項目３８に記載のデータ復号化方法。
（項目４７）
前記パリティ行列は、前記第２パーミュテーション行列及びゼロ行列を用いて前記第２基本行列を拡張することで生成されることを特徴とする項目４６に記載のデータ復号化方法。
（項目４８）
前記変更は、次の関数、
ｓｈｉｆｔ（ｚ）＝ｆｌｏｏｒ（ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）ｚ／ｚｍａｘ）
（ここで、ｚｍａｘは、前記第１パーミュテーション行列の列及び行の個数で、ｚは、前記第２パーミュテーション行列の列及び行の個数で、ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）は、前記第１基本行列の特定地点の値で、ｓｈｉｆｔ（ｚ）は、前記第２基本行列内の特定地点の変更された値で、ｆｌｏｏｒ（ｘ）は、ｘから負の無限大方向に最も近い整数を意味する。）によって行われることを特徴とする項目４６に記載のデータ復号化方法。
（項目４９）
前記ｚｍａｘは、９６であることを特徴とする項目４８に記載のデータ復号化方法。
（項目５０）
前記第１コードワード長さは、最大のコードワード長さであることを特徴とする項目４６に記載のデータ復号化方法。
（項目５１）
前記特定コードレートは、１／２、２／３及び３／４のうち何れか一つであることを特徴とする項目４６に記載のデータ復号化方法。
（項目５２）
前記基本行列の各地点は、非負整数及び“−１”のうち何れか一つの値を有することを特徴とする項目４６に記載のデータ復号化方法。
（項目５３）
前記特定コードレートは、２／３で、前記第１基本行列は、
【化４】
2011019282.tif 000006
であることを特徴とする項目４６に記載のデータ復号化方法。
（項目５４）
低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いてデータを符号化する装置において、
伝送するデータを提供するデータソースと、
パーミュテーション行列及びゼロ行列を用いて基本行列を拡張することでパリティ行列を生成し、前記パリティ行列を用いて前記伝送データを符号化するＬＤＰＣ符号器と、
前記符号化されたデータを変調する変調モジュールと、
前記変調モジュールによって変調されたデータを伝送するアンテナと、を含む符号化装置。
（項目５５）
前記ＬＤＰＣ符号器は、前記基本行列内のそれぞれの第１地点に対応する値を、前記パーミュテーション行列及び前記パーミュテーション行列に基づいて変形されたパーミュテーション行列のうち一つに取り替え、前記基本行列内のそれぞれの第２地点に対応する値を前記ゼロ行列に取り替えることで前記基本行列を拡張することを特徴とする項目５４に記載の符号化装置。
（項目５６）
前記それぞれの第１地点は、非負整数からなり、前記それぞれの第２地点は、負整数からなることを特徴とする項目５５に記載の符号化装置。
（項目５７）
前記基本行列の各地点は、非負整数及び“−１”のうち何れか一つを含み、
前記ＬＤＰＣ符号器は、
“−１”の値を有する前記基本行列の各地点をゼロ行列に取り替える段階；
正の整数値を有する前記基本行列の各地点を、前記正の整数値によって変形されたパーミュテーション行列に取り替える段階；及び
“０”の値を有する前記基本行列の各地点を、変形されていない前記パーミュテーション行列に取り替える段階によって前記基本行列を拡張することで、前記パリティ行列を生成することを特徴とする項目５５に記載の符号化装置。
（項目５８）
前記ＬＤＰＣ符号器は、前記パーミュテーション行列を前記正の整数に該当する間隔だけ各行及び各列を循環シフトさせることで、前記変形されたパーミュテーション行列を生成することを特徴とする項目５７に記載の符号化装置。
（項目５９）
前記パーミュテーション行列の列及び行の個数は、前記ゼロ行列の列及び行の個数とそれぞれ同一であることを特徴とする項目５４に記載の符号化装置。
（項目６０）
前記パーミュテーション行列の列及び行の重みは、“１”であることを特徴とする項目５４に記載の符号化装置。
（項目６１）
前記パーミュテーション行列の行及び列の個数はｚで、前記基本行列の行の個数は、前記パリティ行列の列の個数に［（１−コーディングレート）／ｚ］を掛けた値と同一であることを特徴とする項目５４に記載の符号化装置。
（項目６２）
前記ＬＤＰＣ符号器は、特定コードレートのための第１コードワード長さ及び特定値を有する各地点と関連する第１基本行列の各地点の値を変更することで、第２コードワード長さと関連する第２基本行列を生成し、
前記第１基本行列の各地点の値は、第１パーミュテーション行列の列と行の個数及び第２パーミュテーション行列の列と行の個数によって前記各特定地点に対応する値をフローリングすることで変更されることを特徴とする項目５４に記載の符号化装置。
（項目６３）
前記変更は、次の関数、
ｓｈｉｆｔ（ｚ）＝ｆｌｏｏｒ（ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）ｚ／ｚｍａｘ）
（ここで、ｚｍａｘは、前記第１パーミュテーション行列の列及び行の個数で、ｚは、前記第２パーミュテーション行列の列及び行の個数で、ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）は、前記第１基本行列の特定地点の値で、ｓｈｉｆｔ（ｚ）は、前記第２基本行列内の特定地点の変更された値で、ｆｌｏｏｒ（ｘ）は、ｘから負の無限大方向に最も近い整数を意味する。）によって行われることを特徴とする項目６２に記載の符号化装置。
（項目６４）
前記ｚｍａｘは、９６であることを特徴とする項目６３に記載の符号化装置。
（項目６５）
前記ＬＤＰＣ符号器は、
前記第１基本行列、第１パーミュテーション行列及び第２パーミュテーション行列と関連した情報を保存するメモリモジュールと、
前記第１基本行列の各地点の値をフローリング演算を用いて変更することで、前記第２基本行列を生成する基本行列生成モジュールと、
前記パーミュテーション行列及びゼロ行列を用いて前記第２基本行列を拡張することで、前記パリティ行列を生成するパリティ行列生成モジュールと、
前記パリティ行列を用いて前記伝送データを符号化する符号化モジュールと、を含むことを特徴とする項目６２に記載の符号化装置。
（項目６６）
前記基本行列生成モジュール、パリティ行列生成モジュール及び符号化モジュールの各機能は、ソフトウェアで具現されることを特徴とする項目６５に記載の符号化装置。
（項目６７）
前記基本行列生成モジュール、パリティ行列生成モジュール及び符号化モジュールの各機能は、ハードウェアで具現されることを特徴とする項目６５に記載の符号化装置。
（項目６８）
前記各特定地点は、正の整数値を有することを特徴とする項目６２に記載の符号化装置。
（項目６９）
前記第１コードワード長さは、最大のコードワード長さであることを特徴とする項目６２に記載の符号化装置。
（項目７０）
前記特定コードレートは、１／２、２／３及び３／４のうち何れか一つであることを特徴とする項目６２に記載の符号化装置。
（項目７１）
前記基本行列の各地点は、非負整数及び“−１”のうち何れか一つの値を有することを特徴とする項目６２に記載の符号化装置。
（項目７２）
前記特定コードレートは、２／３で、前記第１基本行列は、
【化５】
2011019282.tif 000007
であることを特徴とする項目６２に記載の符号化装置。
（項目７３）
低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いてデータを復号化する装置において、
変調及び符号化されたデータを受信するアンテナと、
前記変調及び符号化されたデータを復調する復調モジュールと、
パーミュテーション行列及びゼロ行列を用いて基本行列を拡張することでパリティ行列を生成し、前記パリティ行列を用いて前記復調されたデータを復号化するＬＤＰＣ復号器と、を含む復号化装置。
（項目７４）
前記ＬＤＰＣ復号器は、前記基本行列内のそれぞれの第１地点に対応する値を、前記パーミュテーション行列及び前記パーミュテーション行列に基づいて変形されたパーミュテーション行列のうち一つに取り替え、前記基本行列内のそれぞれの第２地点に対応する値を前記ゼロ行列に取り替えることで前記基本行列を拡張することを特徴とする項目７３に記載の復号化装置。
（項目７５）
前記それぞれの第１地点は、非負整数からなり、前記それぞれの第２地点は、負整数からなることを特徴とする項目７４に記載の復号化装置。
（項目７６）
前記基本行列の各地点は、非負整数及び“−１”のうち何れか一つを含み、
前記ＬＤＰＣ復号器は、
“−１”の値を有する前記基本行列の各地点をゼロ行列に取り替える段階；
正の整数値を有する前記基本行列の各地点を、前記正の整数値によって変形されたパーミュテーション行列に取り替える段階；及び
“０”の値を有する前記基本行列の各地点を、変形されていない前記パーミュテーション行列に取り替える段階によって前記基本行列を拡張することで、前記パリティ行列を生成することを特徴とする項目７４に記載の復号化装置。
（項目７７）
前記ＬＤＰＣ復号器は、前記パーミュテーション行列を前記正の整数に該当する間隔だけ各行及び各列を循環シフトさせることで、前記変形されたパーミュテーション行列を生成することを特徴とする項目７６に記載の復号化装置。
（項目７８）
前記パーミュテーション行列の列及び行の個数は、前記ゼロ行列の列及び行の個数とそれぞれ同一であることを特徴とする項目７３に記載の復号化装置。
（項目７９）
前記パーミュテーション行列の列及び行の重みは、“１”であることを特徴とする項目７３に記載の復号化装置。
（項目８０）
前記パーミュテーション行列の行及び列の個数はｚで、前記基本行列の行の個数は、前記パリティ行列の列の個数に［（１−コーディングレート）／ｚ］を掛けた値と同一であることを特徴とする項目７３に記載の復号化装置。
（項目８１）
前記ＬＤＰＣ復号器は、特定コードレートのための第１コードワード長さ及び特定値を有する各地点と関連する第１基本行列の各地点の値を変更することで、第２コードワード長さと関連する第２基本行列を生成し、
前記第１基本行列の各地点の値は、第１パーミュテーション行列の列と行の個数及び第２パーミュテーション行列の列と行の個数によって前記各特定地点に対応する値をフローリングすることで変更されることを特徴とする項目７３に記載の復号化装置。
（項目８２）
前記変更は、次の関数、
ｓｈｉｆｔ（ｚ）＝ｆｌｏｏｒ（ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）ｚ／ｚｍａｘ）
（ここで、ｚｍａｘは、前記第１パーミュテーション行列の列及び行の個数で、ｚは、前記第２パーミュテーション行列の列及び行の個数で、ｓｈｉｆｔ（ｚｍａｘ）は、前記第１基本行列の特定地点の値で、ｓｈｉｆｔ（ｚ）は、前記第２基本行列内の特定地点の変更された値で、ｆｌｏｏｒ（ｘ）は、ｘから負の無限大方向に最も近い整数を意味する。）によって行われることを特徴とする項目８１に記載の復号化装置。
（項目８３）
前記ｚｍａｘは、９６であることを特徴とする項目８２に記載の復号化装置。
（項目８４）
前記ＬＤＰＣ符号器は、
前記第１基本行列、第１パーミュテーション行列及び第２パーミュテーション行列と関連した情報を保存するメモリモジュールと、
前記第１基本行列の各地点の値をフローリング演算を用いて変更することで、前記第２基本行列を生成する基本行列生成モジュールと、
前記パーミュテーション行列及びゼロ行列を用いて前記第２基本行列を拡張することで、前記パリティ行列を生成するパリティ行列生成モジュールと、
前記パリティ行列を用いて前記伝送データを符号化する符号化モジュールと、を含むことを特徴とする項目８１に記載の復号化装置。
（項目８５）
前記基本行列生成モジュール、パリティ行列生成モジュール及び符号化モジュールの各機能は、ソフトウェアで具現されることを特徴とする項目８４に記載の復号化装置。
（項目８６）
前記基本行列生成モジュール、パリティ行列生成モジュール及び符号化モジュールの各機能は、ハードウェアで具現されることを特徴とする項目８４に記載の復号化装置。
（項目８７）
前記各特定地点は、正の整数値を有することを特徴とする項目８１に記載の復号化装置。
（項目８８）
前記第１コードワード長さは、最大のコードワード長さであることを特徴とする項目８１に記載の復号化装置。
（項目８９）
前記特定コードレートは、１／２、２／３及び３／４のうち何れか一つであることを特徴とする項目８１に記載の復号化装置。
（項目９０）
前記基本行列の各地点は、非負整数及び“−１”のうち何れか一つの値を有することを特徴とする項目８１に記載の復号化装置。
（項目９１）
前記特定コードレートは、２／３で、前記第１基本行列は、
【化６】
2011019282.tif 000008
であることを特徴とする項目８１に記載の復号化装置。
【００１３】
本発明の一様相として、本発明に係る低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いた符号化または復号化方法は、多数のｚ×ｚゼロサブ行列及び多数のｚ×ｚパーミュテーションサブ行列を含むパリティ行列を用いる段階を含んで構成される。ここで、前記多数のｚ×ｚパーミュテーションサブ行列の行及び列の重みは、‘０’または‘１’である。
【００１４】
本発明の他の様相として、本発明に係る低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いたデータ符号化方法は、パーミュテーション行列、ゼロ行列及び基本行列を提供する段階と、前記パーミュテーション行列及びゼロ行列を用いて前記基本行列を拡張することでパリティ行列を生成する段階と、前記パリティ行列を用いて、伝送されるデータを符号化する段階と、を含んで構成される。
【００１５】
本発明の更に他の様相として、本発明に係る低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いた入力ソースデータ符号化方法は、基本パーミュテーション行列の各行を同一方向に所定間隔だけシフトさせて生成されたパーミュテーション行列を識別するためのパーミュテーション情報を元素として含む基本行列によって定義される。前記基本行列の各元素は、９６×９６パーミュテーション行列で、前記基本行列は、
【００１６】
【化７】
2011019282.tif 000009
である。ここで、‘０'は、前記基本パーミュテーション行列で、‘−１'は、９６×９６次元のゼロ行列で、１以上の整数は、前記基本パーミュテーション行列の各行を特定方向に前記整数間隔だけシフトさせて形成されたパーミュテーション行列を意味し、Ｘは、０〜９５の任意の整数を意味する。
【００１７】
本発明の更に他の様相として、本発明に係る符号化装置は、基本パーミュテーション行列及び前記基本パーミュテーション行列を変形させて形成された多数のパーミュテーション行列を識別するためのパーミュテーション情報を含む基本行列を拡張し、パリティ検査行列を生成するパリティ検査行列生成モジュールと、前記パリティ検査行列を用いて入力ソースデータを符号化する符号化モジュールと、を含んで構成されることを特徴とする。
【００１８】
本発明の更に他の様相として、本発明に係る低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いた復号化方法は、パーミュテーション行列、ゼロ行列及び基本行列を提供する段階と、前記パーミュテーション行列及びゼロ行列を用いて前記基本行列を拡張することでパリティ行列を生成する段階と、前記パリティ行列を用いて、伝送されるデータを復号化する段階と、を含んで構成される。
【００１９】
本発明の更に他の様相として、本発明に係る低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コードを用いた入力ソースデータ復号化方法は、基本パーミュテーション行列の各行を同一方向に所定間隔だけシフトさせて生成されたパーミュテーション行列を識別するためのパーミュテーション情報を元素として含む基本行列によって定義される。前記基本行列の各元素は、９６×９６パーミュテーション行列で、前記基本行列は、
【００２０】
【化８】
2011019282.tif 000010
である。ここで、‘０'は、前記基本パーミュテーション行列で、‘−１'は、９６×９６次元のゼロ行列で、１以上の整数は、前記基本パーミュテーション行列の各行を特定方向に前記整数間隔だけシフトさせて形成されたパーミュテーション行列を意味し、Ｘは、０〜９５の任意の整数を意味する。
【００２１】
本発明の更に他の様相として、本発明に係る復号化装置は、基本パーミュテーション行列及び前記基本パーミュテーション行列を変形させて形成された多数のパーミュテーション行列を識別するためのパーミュテーション情報を含む基本行列を拡張し、パリティ検査行列を生成するパリティ検査行列生成モジュールと、前記パリティ検査行列を用いて入力ソースデータを復号化する復号化モジュールと、を含んで構成されることを特徴とする。
【００２２】
本発明の更に他の様相として、本発明に係るＬＤＰＣコードを用いた符号化装置は、伝送するデータを提供するデータソースと、パーミュテーション行列及びゼロ行列を用いて基本行列を拡張することでパリティ行列を生成し、前記パリティ行列を用いて前記伝送データを符号化するＬＤＰＣ符号器と、前記符号化されたデータを変調する変調モジュールと、前記変調モジュールによって変調されたデータを伝送するアンテナと、を含んで構成されることを特徴とする。
【００２３】
本発明の更に他の様相として、本発明に係るＬＤＰＣコードを用いた復号化装置は、変調及び符号化されたデータを受信するアンテナと、前記変調及び符号化されたデータを復調する復調モジュールと、パーミュテーション行列及びゼロ行列を用いて基本行列を拡張することでパリティ行列を生成し、前記パリティ行列を用いて前記復調されたデータを復号化するＬＤＰＣ復号器と、を含んで構成されることを特徴とする。
【００２４】
本発明によると、無線通信システムにおける低密度パリティ検査行列を用いてデータを符号化・復号化する方法及び装置、ＬＤＰＣコードを用いてデータを符号化する方法及び装置を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の好適な実施形態を説明するための通信システム構成図である。
【図２】Ｈ＝［Ｈｄ｜Ｈｐ］の関係を説明するための例示図である。
【図３】二重対角行列の構造を説明するための例示図である。
【図４】ｍ＝４であるとき、（１，１）、（１，２）、…、（４，４）の１６個のサブ行列を有するＨ（ｉ）ｄを示した図である。
【図５】ｒ＝１／２であるとき、パリティ検査行列Ｈを示した図である。
【図６】パリティ検査行列Ｈを生成する過程を説明するフローチャートである。
【図７】ｚ×ｚ次元の多数のパーミュテーション行列またはゼロ行列を含むパリティ検査行列Ｈの構成図である。
【図８】基本行列Ｈｂを示した図である。
【図９】ＬＤＰＣコードを用いた符号化及び復号化方法の一実施形態を示した図である。
【図１０Ａ】１２×１２次元の第１基本パーミュテーション行列に対する第１基本行列から、５×５次元の第２基本パーミュテーション行列に対する第２基本行列を生成するためのマッピング方法を示した図である。
【図１０Ｂ】本発明の好適な他の実施形態にしたがって、１２×１２次元の第１基本パーミュテーション行列に対する第１基本行列から、５×５次元の第２基本パーミュテーション行列に対する第２基本行列を生成するためのマッピング方法を示した図である。
【図１１】本発明に係るＬＤＰＣコードを用いた復号化装置の好適な一実施形態のブロック構成図である。
【図１２】本発明に係る復号化装置の好適な一実施形態のブロック構成図である。
【図１３】モジュロ方式とフローリング方式を用いたグルーピング方法のシミュレーション結果を示した線グラフである。
【図１４Ａ】図１４Ａ〜図１４Ｆは、本発明の好適な一実施形態に係る基本行列Ｈｂの一例を示した図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａ〜図１４Ｆは、本発明の好適な一実施形態に係る基本行列Ｈｂの一例を示した図である。
【図１４Ｃ】図１４Ａ〜図１４Ｆは、本発明の好適な一実施形態に係る基本行列Ｈｂの一例を示した図である。
【図１４Ｄ】図１４Ａ〜図１４Ｆは、本発明の好適な一実施形態に係る基本行列Ｈｂの一例を示した図である。
【図１４Ｅ】図１４Ａ〜図１４Ｆは、本発明の好適な一実施形態に係る基本行列Ｈｂの一例を示した図である。
【図１４Ｆ】図１４Ａ〜図１４Ｆは、本発明の好適な一実施形態に係る基本行列Ｈｂの一例を示した図である。
【図１５】コーディングレートが１／２である場合、基本行列Ｈｂの実施形態を示した図である。
【図１６】コーディングレートが２／３である場合、基本行列Ｈｂの他の実施形態を示した図である。
【図１７】コーディングレートが３／４である場合、基本行列の更に他の実施形態を示した図である。
【図１８】コーディングレートが１／２である場合、基本行列の更に他の実施形態を示した図である。
【図１９】コーディングレートが１／２である場合、基本行列の更に他の実施形態を示した図である。
【図２０】コーディングレートが１／２である場合、基本行列の更に他の実施形態を示した図である。
【図２１】コーディングレートが２／３である場合、基本行列の更に他の実施形態を示した図である。
【図２２】コーディングレートが３／４である場合、基本行列の更に他の実施形態を示した図である。
【図２３】コーディングレートが３／４である場合、基本行列の更に他の実施形態を示した図である。
【図２４】コーディングレートが２／３である場合、基本行列の更に他の実施形態を示した図である。
【図２５】コーディングレートが２／３である場合、基本行列の更に他の実施形態を示した図である。
【図２６】コーディングレートが２／３である場合、基本行列の更に他の実施形態を示した図である。
【図２７】基本行列の更に他の実施形態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図中、同一の構成要素には、可能な限り同一の図面符号を付与した。
【００２７】
図１は、本発明の技術的特徴が適用される無線通信システムの概略構成図である。図１に示すように、送信機１０と受信機３０は、無線チャネル２０を介して通信を行う。前記送信機１０では、データソース１１から出力されたｋビットのソースデータｕが、ＬＤＰＣ符号器１３での符号化過程を通してｎビットのコードワードｃになる。コードワードｃは、変調器１５によって無線変調されてアンテナ１７を通して伝送される。無線チャネル２０を通して伝送された信号は、前記受信機３０のアンテナ３１を通して受信され、前記受信機３０では、前記送信機１０で行った過程と逆の過程を経る。すなわち、受信されたデータが復調器３３によって復調され、ＬＤＰＣ復号器３５によって復号されることで、最終的にソースデータｕを得られる。上述したデータ送受信過程は、本発明の特徴を説明するために必要な最小限の範囲内で説明されたもので、その他にも、データ伝送のために必要な多くの過程があることは当業者にとって明らかである。
【００２８】
本発明の一実施形態は、前記ＬＤＰＣ符号器１３または前記ＬＤＰＣ復号器３５におけるＬＤＰＣコードを通した符号化または復号化の具体的な過程、及び前記ＬＤＰＣ符号器１３または前記ＬＤＰＣ復号器３５などの符号化または復号化装置の具体的な構成であり、以下、いくつかの実施形態を詳しく説明する。
【００２９】
次の数学式３は、コードレートを求める式である。送信側は、チャネル状況や伝送すべきデータ量などを考慮した上で、コードレートｒを決定する。
【００３０】
（数学式３）
ｒ＝ｋ／ｎ
ここで、ｋは、ソースデータの長さを意味し、ｎは、符号化されたデータ（コードワード）の長さを意味する。
【００３１】
符号化されたデータ（コードワード）は、システムビットとパリティチェックビットの二つの部分によって構成されるが、前記システムビットは、符号化される前のソースデータを意味し、前記パリティチェックビットは、符号化された後、前記システムビットの後部に追加された部分を意味する。前記ｎは、前記システムビットと前記パリティチェックビットの数を合せた値である。ＬＤＰＣコードのコードレートを増加させるためにパリティビットを減少させ、ＬＤＰＣコードのコードレートを減少させるためにシステムビットを減少させる。
【００３２】
ＬＤＰＣコードを用いた符号化方法においては、数学式１及び数学式２によって生成行列Ｇを用いて入力ソースデータを符号化することができる。すなわち、ｋビットの入力ソースデータｓ１×ｋは、数学式２によって符号化されてｎビットのコードワードｘ１×ｋになる。コードワードｘは、ｘ＝［ｓｐ］＝［ｓ０、ｓ１、…、ｓｋ−１、ｐ０、ｐ１、…、ｐｍ−１］の構成を有する（ここで、（ｐ０、ｐ１、…、ｐｍ−１）は、パリティ検査ビットで、（ｓ０、ｓ１、…、ｓｋ−１）は、システムビットである）。
【００３３】
しかしながら、前記生成行列Ｇを用いた符号化方法は、非常に複雑である。したがって、このような複雑度を減少させるために、前記生成行列Ｇによらず、パリティ検査行列Ｈを用いて入力ソースデータを直接符号化することが好ましい。すなわち、ｘ＝［ｓｐ］であるので、Ｈ・ｘ＝０である特性を用いるとＨ・ｘ＝Ｈ・［ｓｐ］＝０になり、この式によってパリティ検査ビットｐを得られ、結果的にコードワードｘ＝［ｓｐ］を求めることができる。
【００３４】
前記パリティ検査行列Ｈが生成されると、生成されたパリティ検査行列Ｈを用いて、入力されるソースデータを符号化する。
【００３５】
図１に示した前記受信機３０が、上述した方法で符号化されたデータを受信して復号するために、次の数学式４を用いる。
【００３６】
（数学式４）
Ｈ・ｘ＝０
数学式４は、復号化エラーを発見する方法を説明する。すなわち、符号化されたデータｘと前記パリティ検査行列Ｈを掛けて０になる場合、伝送エラーがないことを意味し、前記値が０にならない場合、伝送エラーが存在することを意味するので、これによってソースデータを分離することができる。
【００３７】
図１１及び図１２は、図１に示したＬＤＰＣ符号器１３及びＬＤＰＣ復号器３５などの符号化及び復号化装置の好適な一実施形態を示すブロック構成図である。
【００３８】
前記数学式１において、前記パリティ検査行列Ｈは、Ｈ＝［Ｈｄ｜Ｈｐ］（Ｈｄは、（ｎ−ｋ）×ｋ、Ｈｐは、（ｎ−ｋ）×（ｎ−ｋ）次元である）で表現される。図２は、Ｈ＝［Ｈｄ｜Ｈｐ］の関係を説明するための図であり、その一例に過ぎない。前記ｋは、前記ＬＤＰＣ符号器１３に入力されるソースデータの長さ（ビット単位）を意味し、前記ｎは、符号化されたコードワードｃの長さ（ビット単位）を意味する。
【００３９】
前記数学式１及びＨ＝［Ｈｄ｜Ｈｐ］の関係によって、Ｇ＝［I｜（Ｈｐ−１Ｈｄ）ｔ
］ｔであることが分かる。したがって、前記ＬＤＰＣ符号器１３は、前記数学式２によって入力ソースデータｕに前記Ｇ＝［I｜（Ｈｐ−１Ｈｄ）ｔ］ｔを掛けることで符号化す
る。その結果、数学式２は、次の数学式５のように表現される。
【００４０】
（数学式５）
ｃ＝［I｜（Ｈｐ−１Ｈｄ）ｔ］ｔ・ｕ
数学式５において、Ｈｐが二重対角行列である場合、Ｈｐ−１は、低い次元の三角形として容易に計算される。
【００４１】
前記生成行列Ｇを用いた符号化方法の他にも、パリティ検査行列Ｈを用いて入力ソースデータを直接符号化することもできる。
【００４２】
前記Ｈｐには、（ｎ−ｋ）×（ｎ−ｋ）次元の二重対角行列を用いることが好ましい。前記二重対角行列は、その次元とは関係なしに、主対角とその主対角の直ぐ下側または上側の対角が１で、残りが全て０である行列を意味するもので、図３は、前記二重対角行列の構造を説明するための一例である。
【００４３】
ＬＤＰＣコードを用いた符号化または復号化方法において、上述したように、コードレート（ｒ＝ｋ／ｎ、ここで、ｋ＝ｎ−ｍ）が重要なパラメーターである。このとき、各コードレートｒに対し、多様なコードワード大きさｎが支援されるべきである。主に用いられるｒには、ｒ＝１／２、２／３、３／４があり、他のコードレートｒを用いることもできる。ｎには、ｎ＝２４＊ｚ（ここで、ｚ＝２４＋４＊ｉであり、ｉ＝０、１、２、３、４、…、１８）が主に用いられる。このような全てのｒとｎに対し、それぞれ異なる基本行列Ｈｂを用いてコード性能を最適化することもできる。しかし、メモリ使用側面で、ｒが与えられたとき、全てのｎに対して一つの基本行列Ｈｂを用いるとメモリの節約効果を得られる。このとき、一つの基本行列Ｈｂに含まれたパーミュテーション情報を、どのように他のｎに対して変換するかに関する技術が必要である。
【００４４】
以下で説明される実施形態は、最も大きい次元（ｚｍａｘ）を有する第１基本パーミュテーション行列に対する第１基本行列のみを保存し、他の次元（ｚ）を有する第２基本パーミュテーション行列に対する基本行列を、符号化または復号化のために必要な時ごとに前記第１基本行列を用いて生成する実施形態に関するものである。
【００４５】
図８は、基本行列Ｈｂの一例を示した図である。図８に示した基本行列Ｈｂは、本発明の好適な実施形態を説明するための例示的な構造に過ぎなく、実際に符号化または復号化時に用いられる基本行列Ｈｂは、その大きさが遥かに大きくなる。図８において、ｚｍａｘは、１２である。すなわち、図８に示した基本行列Ｈｂは、１２×１２次元の基本パーミュテーション行列、前記基本パーミュテーション行列の各行を特定方向に所定間隔だけシフトさせて形成した多数のパーミュテーション行列及びゼロ行列によって構成される。例えば、前記基本行列Ｈｂにおいて、‘１１'は、前記基本パーミュテーション行列の各
行を特定方向に‘１１'だけシフトさせて形成したパーミュテーション行列を意味する。
【００４６】
図９は、本発明に係るＬＤＰＣコードを用いた符号化方法の好適な一実施形態のフローチャートである。図９の実施形態を図１の通信システムに基づいて説明すると、符号化のために、前記ＬＤＰＣ符号器１３は、最も大きい次元ｚｍａｘを有する第１基本パーミュテーション行列と前記第１基本パーミュテーション行列に対する第１基本行列を保存すべきである。前記第１基本パーミュテーション行列は、単位行列であることが好ましい。前記第１基本パーミュテーション行列として単位行列などの定形化した行列を用いる場合、前記ＬＤＰＣ符号器１３は、前記第１基本パーミュテーション行列を保存する必要がない。
【００４７】
前記送信機１０は、前記第１基本行列を用いて生成されたＨ行列を用いて入力ソースデータを符号化した後、チャネルを通して伝送することもできるが、場合によっては、前記最も大きい次元ｚｍａｘより小さい次元ｚを有する第２パーミュテーション行列に対する第２基本行列を用いてＨ行列を生成し、入力ソースデータを符号化した後、これを受信側に伝送すべき場合も発生する。
【００４８】
前記基本行列Ｈｂを（Ｈｂ）ｄ及び（Ｈｂ）ｐの二つの部分によって定義するとき（（Ｈｂ）ｐ及び（Ｈｂ）ｄは、基本行列Ｈｂの一部分であり、Ｈｂ＝［（Ｈｂ）ｄ｜（Ｈｂ）ｐ］の構造である。）、前記（Ｈｂ）ｐ部分には、一般的にブロック二重対角行列を用いることが好ましいが、これに限定されることはない。ブロック二重対角行列は、主対角及びこの主対角の直ぐ下側または上側の対角が全て単位行列で、残りが全て０行列であることを意味する。前記（Ｈｂ）ｐ部分をブロック二重対角行列とする場合、列の重みが１である列が前記Ｈｐ部分に発生するが、これを避けるために、一つまたは二つのゼロ行列を単位行列に取り替えることが好ましい。
【００４９】
前記基本行列Ｈｂの（Ｈｂ）ｄ部分は、前記基本パーミュテーション行列、前記基本パーミュテーション行列の各行を所定間隔だけシフトさせて形成した多数のパーミュテーション行列及びゼロ行列の組み合わせによって構成されるが、前記各行列を組み合わせて前記基本行列Ｈｂを構成するにおいて、次のような事項を考慮することが符号化または復号化性能面で好ましい。
【００５０】
Ｈ行列において、前記Ｈｄは、コードレート（ｒ＝ｋ／ｎ）によって一つ以上のＨ（ｉ）ｄ（ここで、ｉ＝１、２、…、ｒ／（１−ｒ））で構成される。前記コードレートｒは、ソースデータの長さｋと前記符号化されたデータの長さｎの比によって決定され、一般的に、ｒ＝１／２、２／３、３／４、４／５などが用いられる。前記Ｈ（ｉ）ｄは、（ｎ−ｋ）×（ｎ−ｋ）次元を有する行列であり、Ｈｄ＝［Ｈ（１）ｄ｜Ｈ（２）ｄ｜・・・｜Ｈ（ｒ／（１−ｒ））ｄ］の関係を有する。
【００５１】
各Ｈ（ｉ）ｄは、（ｎ−ｋ）／ｍ×（ｎ−ｋ）／ｍ次元を有するｍ×ｍ個のサブ行列に分けたとき、前記Ｈｄを構成する任意のサブ行列の行及び列の重みが１で、前記Ｈｄの任意の二つの行が二つ以上の地点で同時に１を持たないことを特徴とする。すなわち、各サブ行列の行及び列の重みが１であることは、各サブ行列の任意の行及び列に１が一つだけあり、残りが全て０であることを意味する。また、前記Ｈｄの任意の二つの行が二つ以上の地点に同時に１を持たないことは、全体のＨｄの任意の二つの行を比較したとき、１が存在する地点が二つ以上重ならないことを意味する。この条件が満足されると、全体のＨｄに対して、任意の二つの列が二つ以上の地点で同時に１を持たないという条件も成立する。
【００５２】
図４は、ｍ＝４である場合、Ｈ（ｉ）ｄの一例を示した図で、（１，１）、（１，２）、…、（４，４）の１６個のサブ行列によって構成されることが分かる。前記ｍは、４〜１２のうち最も良い性能を発揮するものを選択して用いることが好ましい。
【００５３】
他の例として、前記Ｈｄを構成する任意のサブ行列の行及び列の重みは、０または１である。すなわち、任意のＨ（ｉ）ｄに対して前記Ｈ（ｉ）ｄを構成する各サブ行列において、行及び列の重みが０または１であることを意味する。この場合、任意のＨ（ｉ）ｄに対して前記行及び列の重みが０であるサブ行列は、前記Ｈ（ｉ）ｄの行及び列の方向に同一の数で存在することが好ましい。
【００５４】
図５は、コードレートｒが１／２であるとき、パリティ検査行列Ｈを例示したもので、左側がＨｄ、右側がデュアル対角行列Ｈｐを示す。図５において、前記Ｈｄは、２５個のサブ行列によって構成されるが、‘１'で表示されたものは、行及び列の重みが１である
サブ行列を意味し、‘０'で表示されたものは、行及び列の重みが０であるサブ行列を意
味する。図５において、行及び列の重みが０であるサブ行列は、全体のＨｄに対して行及び列方向にそれぞれ一個ずつ存在する場合を示した。
【００５５】
図６は、パリティ検査行列Ｈを生成する一過程を説明するためのフローチャートである。以下で説明される方法は、一例に過ぎないもので、上記のような特徴を有するＨは、多様な方法によって求められる。
【００５６】
まず、Ｈ（１）ｄの（１，１）サブ行列に対し、全ての行及び列の重みが０または１になるように構成する（Ｓ５１）。以下、Ｈ（１）ｄの（１，１）サブ行列のように、他のサブ行列を生成するにおいて基本となるサブ行列を基本パーミュテーション行列という。前記基本パーミュテーション行列としては、単位行列を用いることが好ましい。
【００５７】
次に、前記基本パーミュテーション行列の行または列を再配列（ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）し、前記Ｈ（１）ｄの各サブ行列を順次生成する（Ｓ５１〜Ｓ５３）。前記Ｈ（１）ｄの各サブ行列を順次生成するにおいて、前記Ｈｄの任意の二つの行が二つ以上の地点で同時に１を持たないように行または列を再配列することが好ましい。以下、前記基本パーミュテーション行列の行または列の再配列によって形成されるサブ行列を、パーミュテーション行列という。
【００５８】
次に、残りのＨ（ｉ）ｄを前記第１及び第２の方法によって順次生成する（Ｓ５４）。また、全てのＨ（ｉ）ｄ（ここで、ｉは、１、２、…、ｒ／（１−ｒ））を結合してＨｄを生成する（Ｓ５５）。最後に、ＨｄとＨｐを結合してＨを生成する（Ｓ５６）。
【００５９】
図７は、ｚ×ｚ次元の多数のパーミュテーション行列または０行列を含むパリティ検査行列Ｈの構成図である。図７において、Ｐｉ，ｊは、ｚ×ｚ次元のパーミュテーション行列または０行列を意味する。
【００６０】
前記基本行列Ｈｂを（Ｈｂ）ｄ及び（Ｈｂ）ｐの二つの部分によって定義するとき（（Ｈｂ）ｐ及び（Ｈｂ）ｄは、基本行列Ｈｂの一部分としてＨｂ＝［（Ｈｂ）ｄ｜（Ｈｂ）ｐ］の構造である。）、前記（Ｈｂ）ｐ部分には、一般的にブロック二重対角行列を用いることが好ましいが、これに限定されることはない。ブロック二重対角行列は、主対角及びこの主対角の直ぐ下側または上側の対角が全て単位行列で、残りが全て０行列であることを意味する。前記（Ｈｂ）ｐ部分をブロック二重対角行列とする場合、列の重みが１である列が前記Ｈｐ部分に発生するが、これを避けるために、一つまたは二つのゼロ行列を単位行列に取り替えることが好ましい。
【００６１】
前記基本行列Ｈｂの（Ｈｂ）ｄ部分は、前記基本パーミュテーション行列、前記基本パーミュテーション行列の各行を所定間隔だけシフトさせて形成した多数のパーミュテーション行列及びゼロ行列の組み合わせによって構成される。前記各行列を組み合わせて前記基本行列Ｈｂを構成するにおいて、最高の性能を提供する符号化及び復号化動作を考慮することが好ましい。
【００６２】
前記基本行列Ｈｂ全体に対して、前記多数のパーミュテーション行列のパーミュテーション情報のうち任意の二つのパーミュテーション情報が占める個数の差は、既に設定された第１臨界値以下でなければならない。すなわち、前記基本行列Ｈｂ全体に対して、各パーミュテーション行列の個数を同一または類似にすることが好ましい。前記第１臨界値は、少ないほど好ましいが、３〜７の範囲までは許容される。
【００６３】
前記パリティ検査行列Ｈの全体において、４−サイクルや６−サイクルの発生を防止または最小化することが好ましい。特に、前記パリティ検査行列は、４−サイクルを持たないことが好ましい。また、前記パリティ検査行列Ｈは、既に設定された第２臨界値Ｃｍａｘ以下の６−サイクルを有することが好ましい。４−サイクルとは、パリティ検査行列Ｈの任意の二つの行が二つの地点で同時に１を有する場合を意味する。また、６−サイクルとは、前記パリティ検査行列Ｈの任意の三つの行から選択された全ての組み合わせ可能な二つの行が、同一地点で１を有する場合を意味する。
【００６４】
さらに、前記パリティ検査行列Ｈの全体に対して、列及び／または行の重みは規則性を持つべきである。前記基本パーミュテーション行列としてｚ×ｚの単位行列を用いると、前記パリティ検査行列Ｈの全体に対して、列及び／または行の重みが規則性を持つようになる。
【００６５】
また、全てのコードレート及び全てのコードワード大きさに対し、良い符号化または復号化性能を有するように前記基本行列Ｈｂを構成すべきである。最近、移動通信システムでは、可変的なコードレート及びコードワード大きさが適用されるため、前記基本行列Ｈｂを、前記基本パーミュテーション行列、前記基本パーミュテーション行列の各行を特定方向に所定間隔だけシフトさせて形成した多数のパーミュテーション行列及びゼロ行列の組み合わせによって構成するとき、全てのコードレート及び全てのコードワード大きさに対して良い性能を有するように最適化すべきである。
【００６６】
第１基本行列は、その元素として二つ以上のパーミュテーション情報を有する。すなわち、変動される前記基本パーミュテーション行列の次元ｚの全体範囲を二つ以上に分割し、各範囲に最適化したパーミュテーション情報を設定する。例えば、変動されるｚの全体範囲が１０〜９６である場合、前記全体の範囲を１０〜５３の範囲と５４〜９６の範囲に分け、各範囲に最適化した第１基本行列を構成する。このように構成すると、前記第１基本行列が二つになるが、それぞれを別途に保存せず、一つの第１基本行列の各元素として二つの値を保存することで、符号化または復号化性能を高めると同時にメモリを節約できる。
【００６７】
前記パリティ検査行列Ｈは、前記基本パーミュテーション行列、及び前記基本パーミュテーション行列の行または列の再配列によって形成された多数のパーミュテーション行列を識別するためのパーミュテーション情報を元素として含む基本行列Ｈｂによって表現される。
【００６８】
図１に示した前記ＬＤＰＣ符号器１３または前記ＬＤＰＣ復号器３５において、前記パリティ検査行列Ｈを用いて符号化または復号化を行うとき、前記基本パーミュテーション行列及び前記パーミュテーション情報を用いて前記基本行列Ｈｂを拡張してパリティ検査行列Ｈを生成し、前記生成されたパリティ検査行列を用いて符号化または復号化を行うことが一層好ましい。
【００６９】
前記基本行列Ｈｂを拡張することは、前記基本行列Ｈｂの各元素であるパーミュテーション情報を、前記パーミュテーション情報が意味するｚ×ｚ行列、すなわち、前記基本パーミュテーション行列、パーミュテーション行列またはゼロ行列に取り替えることを意味する。前記基本行列Ｈｂの拡張によって、結果的に前記パリティ検査行列Ｈが生成される。
【００７０】
前記基本行列ＨｂからＨ行列を生成する過程として、次のような過程もある。まず、Ｈｂで−１は‘ゼロ行列’で表示し、−１でない他のパーミュテーション情報は１で表示したＨｂと同一次元の行列を２進基本行列Ｈｂｉｎとし、前記２進基本行列Ｈｂｉｎを用いてＨ行列を生成する場合、ＨｂｉｎでＨｂを作り出す過程が追加される。Ｈｂが得られた後の過程は、上述した過程と同一である。
【００７１】
上述したように、前記多数のパーミュテーション行列は、少なくとも一つ以上の基本パーミュテーション行列から一定の規則によって変形されたものである。前記基本パーミュテーション行列は、単位行列であることが好ましい。また、前記一つ以上の基本パーミュテーション行列及び前記多数のパーミュテーション行列は、行及び列の重みが１であることが好ましい。すなわち、前記多数のパーミュテーション行列の全ての行及び列の元素のうち一つの元素のみが１で、残りの元素は０であることが好ましい。
【００７２】
前記少なくとも一つ以上の基本パーミュテーション行列を変形して前記多数のパーミュテーション行列を形成する一定の規則として、以下では、前記基本パーミュテーション行列の全ての行（または列の）を再配列する方法、すなわち、前記基本パーミュテーション行列の全ての行（または列）を特定方向に所定間隔だけシフトさせる方法を考慮する。
【００７３】
前記パリティ検査行列Ｈは、基本パーミュテーション行列、及び前記基本パーミュテーション行列の行または列の再配列によって形成した多数のパーミュテーション行列を識別するためのパーミュテーション情報を元素として含む基本行列Ｈｂによって表現される。以下で説明される実施形態は、前記基本パーミュテーション行列から前記多数のパーミュテーション行列を形成するために、前記基本パーミュテーション行列の各行または列を特定方向（例えば、右側または左側）に所定間隔だけシフトさせる場合を対象とする。
【００７４】
最も大きい次元ｚｍａｘを有する第１基本パーミュテーション行列に対する第１基本行列のみを保存し、他の次元ｚを有する第２基本パーミュテーション行列に対する基本行列は、符号化または復号化のために必要な時ごとに前記第１基本行列を用いて生成される。すなわち、前記基本行列Ｈｂは、最も大きい次元ｚｍａｘの基本パーミュテーション行列を基準にして一つのみ決定し、残りの次元ｚの基本パーミュテーション行列に対しては、前記一つの基本行列Ｈｂの元素であるパーミュテーション情報、すなわち、各シフトされた量をｚで割った残りを、該当次元の基本パーミュテーション行列に対するシフトされた量とする。
【００７５】
符号化または復号化時、コードワードの大きさによって前記基本パーミュテーション行列の次元を５×５にすべき場合が発生しうる。この場合に適用される一例が、モジュロ演算である。すなわち、前記基本行列Ｈｂで‘１１'は、前記５×５の基本パーミュテーシ
ョン行列の各行を‘１１'だけシフトさせたことを意味するのではなく、‘ｍoｄ（１１，５）＝１'だけ前記特定方向にシフトさせたことを意味する。ここで、ｍoｄ（Ａ，Ｂ）は、ＡをＢで割った残りの値を意味する。
【００７６】
以下、コードワード長さの可変によって基本パーミュテーション行列の次元（すなわち、ｚ値）が変動される場合、効率的にパリティ検査行列Ｈを生成し、それによるＬＤＰＣ符号化及び復号化を行う方法に関する実施形態を説明する。すなわち、以下で説明される実施形態は、第１基本行列を用いて、他の次元ｚの基本パーミュテーション行列に対する第２基本行列を生成するにおいて、前記第１基本行列のシフトパターンと構造が類似している第２基本行列を生成することで、符号化または復号化性能を向上させる実施形態に関するものである。
【００７７】
図９において、前記送信機１０は、前記第１基本行列を用いて前記第２基本行列を生成する。前記第２基本行列の生成方法を、図８に示した基本行列の例を挙げて詳細に説明する。図８において、ｚｍａｘは１２である。すなわち、図８に示した第１基本行列Ｈｂは、１２×１２次元の第１基本パーミュテーション行列、前記第１基本パーミュテーション行列の各行を特定方向に所定間隔だけシフトさせて形成した多数のパーミュテーション行列及びゼロ行列を示す情報によって構成される。例えば、前記第１基本行列Ｈｂで‘１１'は、前記基本パーミュテーション行列の各行を特定方向に‘１１'だけシフトさせて形成したパーミュテーション行列を意味する。
【００７８】
図１０Ａは、１２×１２次元の第１基本パーミュテーション行列に対する第１基本行列から、５×５次元の第２基本パーミュテーション行列に対する第２基本行列を生成する方法を説明するための図である。前記送信機で符号化するとき、コードワードの大きさによって第２基本パーミュテーション行列の次元ｚを小さくすべきである場合、図１０Ａに示すように、グルーピング方法を用いる。すなわち、前記第１基本行列の‘０'、‘１'及び‘２’は、前記第２基本行列の‘０'に、‘３'及び‘４’は‘１'に、‘５'及び‘６'は'２'に、‘７'、‘８'及び'９’は‘３'に、‘１０'及び‘１１'は‘４'にそれぞれマッピングすることで、前記第２基本行列を生成できる。
【００７９】
上記のようなグルーピング方法は、隣接するシフト数を有する前記第１基本パーミュテーション行列のパーミュテーション行列を、前記第２基本パーミュテーション行列の一つのパーミュテーション行列にマッピングすることで、前記第１基本行列の基本特性を最大限に維持した第２基本行列を生成するように考案されたものである。図１０Ａでは、前記第１基本パーミュテーション行列に対する二つ以上のパーミュテーション行列を前記第２基本パーミュテーション行列に対する一つのパーミュテーション行列にマッピングすることを例示しているが、場合によっては、前記第１基本パーミュテーション行列に対する一つのパーミュテーション行列を、前記第２基本パーミュテーション行列に対する一つのパーミュテーション行列にマッピングすることもできる。
【００８０】
上記のようなグルーピング方法を定量化する方法として、次の数学式６によって定義されるフロア（ｆｌｏｏｒ）演算を用いる。
【００８１】
（数学式６）
Ｓhｉfｔ（ｚ）＝ｆｌｏｏｒ（ｓhｉfｔ（ｚｍａｘ）ｚ／ｚｍａｘ）
ここで、ｓhｉfｔ（ｚ）は、ｚ×ｚパーミュテーション行列のシフト間隔の数、ｆｌｏｏｒ（ｘ）は、ｘから負の無限大方向に最も近い整数を意味する。
【００８２】
図１０Ｂは、数学式６によって１２×１２次元の第１基本パーミュテーション行列に対する第１基本行列から、５×５次元の第２基本パーミュテーション行列に対する第２基本行列を生成するためのマッピング方法を示した図である。
【００８３】
例えば、１２×１２次元の第１基本パーミュテーション行列の各行を特定方向に‘７'
だけシフトさせて形成したパーミュテーション行列を、５×５次元の第２基本パーミュテーション行列に対してマッピングする。このときに形成したパーミュテーション行列は、数学式６によって、次のように求められる。
【００８４】
ｓhｉfｔ（５）＝ｆｌｏｏｒ（ｓhｉfｔ（１２）×５÷１２）＝ｆｌｏｏｒ（７×５÷１２）＝ｆｌｏｏｒ（２．９２）＝２
すなわち、１２×１２次元の第１基本パーミュテーション行列の各行を所定方向に‘７'だけシフトさせて形成したパーミュテーション行列は、５×５次元の第２基本パーミュ
テーション行列に対して各行を‘２'だけシフトさせて形成したパーミュテーション行列
にマッピングされる。
【００８５】
上記のような方法で、前記第１基本行列の各元素値を前記第２基本行列の各元素値に取り替えることで、前記第２基本行列を生成できる。上記の‘ｆｌｏｏｒ'演算は、ハード
ウェアまたはソフトウェアで具現するとき、複雑度を非常に単純化することができる。
【００８６】
図９において、前記第２基本行列が生成されると（Ｓ４１）、前記第２基本パーミュテーション行列及び前記第２基本行列を用いてパリティ検査行列Ｈを生成する（Ｓ４３）。前記第２基本行列は、その元素としてゼロ行列、単位行列または前記第２基本パーミュテーション行列の全ての行を所定間隔だけシフトさせて形成したパーミュテーション行列によって構成されるので、前記第２基本パーミュテーション行列と前記第２基本行列を用いて前記ｚ×ｚ次元のパリティ検査行列Ｈを容易に生成できる。
【００８７】
前記第２基本行列を生成する過程（Ｓ４１）及び前記パリティ検査行列Ｈを生成する過程（Ｓ４３）は、同時に行うこともできる。すなわち、前記数学式５によって前記第２基本行列の各元素を求めながら、各元素をその元素値に対応するゼロ行列、基本パーミュテーション行列またはパーミュテーション行列に取り替えて前記パリティ検査行列Ｈを生成できる。
【００８８】
前記基本パーミュテーション行列は、コードワード長さの変動によって次元（すなわち、ｚ値）が異なっているが、メモリ使用側面を考慮した上で、最も大きい次元ｚｍａｘを有する第１基本パーミュテーション行列に対する第１基本行列のみを保存し、他の次元ｚを有する第２基本パーミュテーション行列に対する基本行列は、符号化または復号化のために必要な時ごとに前記第１基本行列を用いて生成することが好ましい。また、コードワード長さの変化によって、前記基本パーミュテーション行列の次元の大きさを互いに異なるように設定することが好ましい。
【００８９】
図１３は、前記グルーピング方式としてモジュロ方式及びフロア方式を適用したときをシミュレーションして導出した性能曲線で、モジュロ方式に比べてフロア方式の性能が優秀であることを確認できる。
【００９０】
図１１において、本発明に係るＬＤＰＣコードを用いた符号化装置の好ましい一実施形態は、メモリモジュール１３１と、基本行列生成モジュール１３２と、パリティ検査行列生成モジュール１３３と、符号化モジュール１３４と、を含んで構成される。前記メモリモジュール１３１は、前記第１基本パーミュテーション行列、前記第２基本パーミュテーション行列及び前記第１基本行列を保存する。前記基本行列生成モジュール１３２は、前記メモリモジュール１３１に保存された前記第１基本パーミュテーション行列及び前記第１基本行列を用いて前記第２基本行列を生成する。前記パリティ検査行列生成モジュール１３３は、前記メモリモジュール１３１に保存された前記第２基本パーミュテーション行列、及び前記基本行列生成モジュール１３２によって生成された前記第２基本行列を用いて前記パリティ検査行列を生成する。前記符号化モジュール１３４は、前記パリティ検査行列生成モジュール１３３によって生成された前記パリティ検査行列を用いて入力ソースデータを符号化する。
【００９１】
コードワードの長さが変動されない場合、前記メモリモジュール１３１は、一つの基本パーミュテーション行列と一つの基本行列のみを保存すればよく、この場合、前記基本行列生成モジュール１３２は不要である。また、前記第１または第２基本パーミュテーション行列として単位行列のような簡単な構造の行列を用いると、前記メモリモジュール１３１が前記第１または第２基本パーミュテーション行列を保存しなくても済む。前記基本行列生成モジュール１３２における前記第２基本行列生成方法、前記パリティ検査行列生成モジュール１３３における前記パリティ検査行列生成方法及び前記符号化モジュール１３４における符号化方法は、上述した通りである。前記基本行列生成モジュール１３２、前記パリティ検査行列生成モジュール１３３及び前記符号化モジュール１３４が各機能によってソフトウェアまたはハードウェアで具現されることは、当業者にとって明らかである。
【００９２】
図１２は、本発明に係る復号化装置の好ましい一実施形態のブロック構成図で、メモリモジュール３５１と、基本行列生成モジュール３５２と、パリティ検査行列生成モジュール３５３と、復号化モジュール３５４と、を含んで構成される。前記メモリモジュール３５１、前記基本行列生成モジュール３５２及び前記パリティ検査行列生成モジュール３５３は、図１１の各対応する構成要素と同一の機能を行う。前記復号化モジュール３５４は、前記パリティ検査行列生成モジュール３５３によって生成されたパリティ検査行列を用いて入力データを復号する。その他の事項は、図１２に基づいて説明した通りである。
【００９３】
以下、本発明に係るＬＤＰＣコードによる符号化及び復号化方法が良い性能を発揮できるようにする前記基本パーミュテーション行列及び前記基本行列の具体的な例に関して説明する。
【００９４】
図１４Ａ〜図１４Ｆは、上記のような特性を有する前記基本行列Ｈｂの好ましい実施形態を示した図である。図１４Ａ〜図１４Ｆは、コードレートが３／４である場合の基本行列を示しており、‘０'は、ｚ×ｚ次元の単位行列で、‘−１'は、ｚ×ｚ次元のゼロ行列で、１以上の整数は、前記ｚ×ｚ次元の単位行列の各行（または列）を特定方向（例えば右側または左側）に前記整数だけシフトさせて形成したパーミュテーション行列を意味する。
【００９５】
コードレートが１／２である場合の基本行列Ｈｂは、図１５に示すように、前記コードレートが３／４である場合の基本行列の大きさを減少させて形成できる。
【００９６】
図１６は、上記のような特性を有する前記基本行列Ｈｂの他の例を示した図である。図１６には、コードレートが２／３である場合の基本行列を示しており、‘０'、‘−１'及びその他の１以上の整数の意味は、図１４Ａ〜図１４Ｆの例と同一である。
【００９７】
図１７は、コードレートが３／４である場合の前記基本行列の他の実施形態である。図１７に示した基本行列の特徴は、４サイクル及び６サイクルの数を最小化し、各列の重みに規則性を持たせ、前記基本行列の各元素が全てのコードレート及びコードワード大きさに対して最適の性能を持つように前記基本パーミュテーション行列をシフトさせたことにある。図１７の例は、図１４Ａ〜図１４Ｆの例と比較したとき、シミュレーション結果、その大きさが１／４に減少しながらも、ほぼ同一の性能を発揮した。
【００９８】
図１８は、コードレートが１／２である場合の前記基本行列の更に他の実施形態である。図１８において、前記基本行列は、並列処理を一層効果的に行えるように構成した。すなわち、図１８に示した基本行列において、順次的な行の順序を（１→７→２→８→３→９→４→１０→５→１１→６→１２）と定めたとき、隣接する任意の二つの行の‘ｎoｎ
−ｚeｒo'元素が、任意の列方向に互いに重畳しないようにデザインした。ここで、‘ｎoｎ−ｚeｒo'元素とは、前記基本行列を構成する各元素のうち０行列でない全ての元素を
意味する。例えば、図１８に示した基本行列において、８番目の行は、２番目または３番目の行と比較したとき、任意の列方向に‘ｎoｎ−ｚeｒo'元素が重畳しないことが分かる。
【００９９】
図１９は、コードレートが１／２である場合の前記基本行列の更に他の実施形態である。図１９において、前記基本行列は、並列処理を一層効果的に行えるように構成した。すなわち、図１９に示した基本行列において、次のような一対からなる二つの行（１，７）、（２，８）、（３，９）、（４，１０）、（５，１１）、（６，１２）に対し、‘ｎo
ｎ−ｚeｒo'元素が任意の列方向に互いに重畳しないようにデザインした。
【０１００】
図１８及び図１９の実施形態によると、復調のための具現過程で並列処理を効率的に行えるという特徴がある。
【０１０１】
図２０〜図２２は、コードレートがそれぞれ１／２、２／３及び３／４である場合の前記基本行列の更に他の実施形態である。図２０〜図２２の各実施形態は、前記各基本行列を小さいサイズに拡張する場合、すなわち、小さい次元（ｚ×ｚ）の基本パーミュテーションに拡張した場合に良い性能を発揮する例である。
【０１０２】
図２３は、コードレートが３／４である場合の前記基本行列の更に他の実施形態である。図２３に示した基本行列は、前記基本行列を全ての次元ｚの基本パーミュテーション行列によって拡張したとき、特にｚ＝５６であるとき、性能が最適になるように考案したものである。
【０１０３】
図２４〜図２５は、コードレートが２／３である場合の前記基本行列の更に他の実施形態であり、性能向上のために列の重みを不規則にデザインしたものである。特に、図２５に示した実施形態は、コードワードの長さｃがｃ＝５７６やｃ＝６７２のように短いサイズである場合である。
【０１０４】
図２６は、コードレートが２／３である場合の前記基本行列の更に他の実施形態を示した図である。図２６において‘Ｘ’は、０〜９５の任意の整数を意味する値で、８６、８９、９５のうち何れか一つの値にすることが好ましく、Ｘ＝９５であることが最も好ましい。図２６の例では、並列処理特徴を有し、良い性能を引き出せるようにデザインされた。ここで、並列処理特徴とは、復号化の時間を相当に短縮できる特徴である。具体的には、各行を１、２、３、４、５、６、７、８の順にインデックスしたとき、各行を互いに交換して生成される行列において、互いに隣接する行間に‘ｎoｎ−ｚeｒo'項が互いに重畳しないことを意味する。ここで、‘ｎoｎ−ｚeｒo'項は、−１でない０〜９５のシフト数を意味する。また、隣接する行とは、各行を互いに交換して生成される行列において、最初と最後の行間にも‘ｎoｎ−ｚeｒo'項が重畳しないことを示す。図２６に示した前記基本行列において、上記のような条件を満足する行交換によって作られる基本行列の多様な例の一つは、１−４−７−２−５−８−３−６−（１）であり、図２７に示す通りである。
【０１０５】
図２７において、基本行列の各行を互いに交換して生成される全ての基本行列は、図２６に示した基本行列が定義するＬＤＰＣコードと同一のＬＤＰＣコードを有する。したがって、復号化及び符号化において、行が互いに交換された基本行列を用いても、図２６に示した基本行列と同一の復号化及び符号化を行うことができる。
【０１０６】
以上の説明において、良い性能を発揮することは、例えば、フレームエラー率（Ｆｒａｍｅ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ：ＦＥＲ）が良いことを意味する。
【０１０７】
以下、前記基本パーミュテーション行列及び前記基本行列に含まれたパーミュテーション情報を用いて前記基本行列を拡張することで、前記パリティ検査行列Ｈを生成した後、前記パリティ検査行列Ｈを用いて入力ソースデータを符号化または復号化する方法に対して説明する。以下で説明される実施形態は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準の内容に基づいて、広帯域無線接続システムにおける端末（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｓｔａｔｉｏｎ：ＭＳＳ）と基地局（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ：ＢＳ）との間のデータ伝送時に用いられる符号化または復号化方法に関するものである。
【０１０８】
端末がセル内に入ると、前記端末は、基地局とＳＢＣ-ＲＥＱメッセージ及びＳＢＣ-ＲＳＰメッセージを交換し、前記端末及び基地局の性能を交渉する。次の表１及び表２は、前記ＳＢＣ-ＲＥＱメッセージ及びＳＢＣ-ＲＳＰメッセージのフォーマットをそれぞれ示したものである。
【０１０９】
【表１】
2011019282.tif 000011
【０１１０】
【表２】
2011019282.tif 000012
前記端末及び基地局の性能は、ＴＬＶメッセージに含まれる。前記端末と基地局が支援するチャネルコーディング方式も、以下で説明されるように、ＴＬＶフィールドに含まれる。
【０１１１】
表３及び表４は、前記ＴＬＶフィールドのフォーマットとして、それぞれＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準でダウンリンクデータ受信のために支援される復調器選択事項、及びアップリンクデータ伝送のために支援される変調器選択事項を表示するものである。ビット値が‘０'であるときは、該当の復調方式を支援しないことを意味し、ビット値が‘１'であるときは、該当の復調方式を支援することを意味する。
【０１１２】
【表３】
2011019282.tif 000013
【０１１３】
【表４】
2011019282.tif 000014
一般的に、コードレートが低いほど、高いコーディングゲインが得られるが、与えられた帯域で伝送できる情報量が減少する。したがって、データ伝送時点で、無線チャネルの状態に基づいて伝送率を決定するようになる。
【０１１４】
すなわち、無線チャネル環境が良い場合は、高いコードレートで伝送することで、与えられた帯域でより多くのデータを伝送し、無線チャネル環境が悪い場合は、低いコードレートで伝送することで、伝送成功率を高める。このようなチャネル情報は、チャネル品質指示チャネル（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ：ＣＱＩＣＨ）を通してデータ受信側からデータ送信側に伝送される。送信側は、受信されたＣＱＩＣＨ情報と可用無線資源に基づいて変調次数（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭのうち何れか一つを選択）とコードレートを決定する。
【０１１５】
端末がＬＤＰＣコードによる符号化を通してチャネルコーディングをした後、基地局にデータを伝送する場合、前記端末は、前記データの前に位置するアップリンクチャネル記述子（Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ：ＵＣＤ）バーストプロファイル符号化を通して前記データがＬＤＰＣチャネル符号化されたことを知らせる。前記ＵＣＤは、コードレートを含む。前記基地局は、前記ＵＣＤを通して伝達を受けた情報を用いて前記データを復号化する。表５は、ＵＣＤバーストプロファイル符号化のフォーマットの一例を示したものである。
【０１１６】
【表５】
2011019282.tif 000015
基地局がＬＤＰＣチャネルコーディングを経たデータを端末に伝送する場合、前記基地局は、前記端末にデータの前に位置するダウンリンクチャネル記述子（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ
Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ：ＤＣＤ）バーストプロファイル符号化を通して、前記データがＬＤＰＣコードによってチャネルコーディングされたことを知らせる。前記ＤＣＤは、コードレートに対する情報も含む。前記端末は、前記ＤＣＤに含まれた情報を用いて前記データを復号化する。表６は、ＤＣＤバーストプロファイル符号化のフォーマットの一例を示したものである。
【０１１７】
【表６】
2011019282.tif 000016
送信側の符号器で本発明に係るＬＤＰＣコードを用いてデータを符号化する方法を具体的に説明すると、次の通りである。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準によると、上位階層からデータを受けた物理階層で符号化する前に、データは、パッディング（ｐａｄｄｉｎｇ）過程、データランダム化過程及びパケット接合過程などを経る。前記パッディング過程は、上位階層から受信したデータの大きさが、設定されたチャネルコーディングブロック大きさと合わない場合、データの後部に‘１’を追加し、設定された大きさに合せる過程である。前記データランダム化過程は、入力データが所定パターンを有する場合、送信時に非変調シンボルが発生し、受信側でクロック復元に問題が発生することを避けるためにデータを分散させる過程である。前記パケット接合過程は、データ伝送のために、与えられた帯域の大きさに合わせて符号化ブロックの大きさを決定する過程である。このとき、決定される符号化ブロックは、｛３６、４２、４８、５４、５６、６０、６３、６４、６６、７２、７８、８０、８１、８４、８８、９０、９６、９９、１０２、１０４、１０８、１１２、１１４、１１７、１２０、１２８、１３２、１３５、１３６、１３８、１４４、１５２、１５３、１６０、１６２、１６８、１７１、１７６、１８０、１８４、１８９、１９２、１９８、２０７、２１６｝のうち一つである。上記のような過程を経たデータは、送信側符号器の入力ソースデータとなる。
【０１１８】
上記のような過程によって符号化されたデータは、物理チャネルを通して受信側に伝送される。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準の場合、符号化されたデータは、割り当てられたＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｄｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）シンボルにマッピングされて伝送される。このとき、マッピングされるシンボルの変調次数は、上述したように、与えられた帯域の大きさ及び伝送チャネル状態を考慮して決定される。
【０１１９】
本発明は、本発明の精神及び必須的な特徴から逸脱しない範囲で、他の特定の形態で具体化されることが当業者にとって明らかである。したがって、上述した詳細な説明は、全ての面で制限的に解析されてはならなく、例示的なものとして考慮されるべきである。本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲の合理的な解析によって決定されるべきであり、本発明の等価的な範囲内での全ての変更は、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０  送信機
１１  データソース
１３  ＬＤＰＣ符号器
１５  変調器
１７  アンテナ
２０  無線チャネル
３０  受信機
３１  アンテナ
３３  復調器
３５  ＬＤＰＣ復号器
【図１】
2011019282.tif 000021
【図４】
2011019282.tif 000022
【図５】
2011019282.tif 000023
【図６】
2011019282.tif 000024
【図９】
2011019282.tif 000025
【図１１】
2011019282.tif 000026
【図１２】
2011019282.tif 000027
【図１３】
2011019282.tif 000028
【図２】
2011019282.tif 000029
【図３】
2011019282.tif 000030
【図７】
2011019282.tif 000031
【図８】
2011019282.tif 000032
【図１０Ａ】
2011019282.tif 000033
【図１０Ｂ】
2011019282.tif 000034
【図１４Ａ】
2011019282.tif 000035
【図１４Ｂ】
2011019282.tif 000036
【図１４Ｃ】
2011019282.tif 000037
【図１４Ｄ】
2011019282.tif 000038
【図１４Ｅ】
2011019282.tif 000039
【図１４Ｆ】
2011019282.tif 000040
【図１５】
2011019282.tif 000041
【図１６】
2011019282.tif 000042
【図１７】
2011019282.tif 000043
【図１８】
2011019282.tif 000044
【図１９】
2011019282.tif 000045
【図２０】
2011019282.tif 000046
【図２１】
2011019282.tif 000047
【図２２】
2011019282.tif 000048
【図２３】
2011019282.tif 000049
【図２４】
2011019282.tif 000050
【図２５】
2011019282.tif 000051
【図２６】
2011019282.tif 000052
【図２７】
2011019282.tif 000053