專利名稱：低密度奇偶校驗(yàn)(ldpc)解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的至少一些實(shí)施例大體上涉及低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器，且特定但 不限于LDPC碼的迭代解碼。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展多年。許多通信系統(tǒng)采用例如LDPC (低密度奇偶校驗(yàn))碼 等錯(cuò)誤校正碼來改進(jìn)可靠性和效率。對(duì)于LDPC碼的迭代解碼存在許多已知算法。稱為"和積算法"的一般消息傳遞算 法通過在因子圖的沿著圖邊緣的節(jié)點(diǎn)之間交換消息并基于傳入消息更新所述節(jié)點(diǎn)處的 這些消息來執(zhí)行迭代解碼。關(guān)于和積算法的細(xì)節(jié)可參看例如以下文獻(xiàn)的出版物R. G. Gallager的"Low-density parity-check codes" (Ph.D. dissertation, Department of Electrical Engineering, M.I.T., Cambridge, Mass.， 1963年7月)；R R. Kschischang、 B. J. Frey禾口 H. A. Loeliger的"Factor Graphs and the Sum-Product Algorithm" (IEEE Trans, on Information Theory,第IT-47巻，第2期，2001年2月)；禾口 European Telecommunications Standards Institute (ETSI) EN 302 307 (Digital Video Broadcasting (DVB)， Vl丄l， 2005 年3月)。為了改進(jìn)性能或降低復(fù)雜性，已經(jīng)建議了一些修改的算法，例如最小和算法和X最 小算法，這在以下文獻(xiàn)中描述Marc P. C. Fossorier的"Reduced Complexity Iterative Decoding of Low-Density Parity Check Codes Based on Belief Propagation" (IEEE Transactions on Communications,第47巻，第5期，1999年5月)；F. GuilloucUE. Boutillon 禾口 J. Danger的"Lambda-Min Decoding Algorithm of Regular and Irregular LDPC Codes "(在 Proc. 3rd International Symposium on Turbo Codes & Related Topics中，第451至!j 454頁， Brest, France, 2003年9月)；和Boutillon等人的第2005/0138519號(hào)美國專利申請(qǐng)公開 案。上述參考文獻(xiàn)以引用方式并入本文中。5發(fā)明內(nèi)容本文描述用以基于選擇X個(gè)最小值來執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼的迭代解碼 的方法和設(shè)備。這部分中概述一些實(shí)施例。一種低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器，其包含用于根據(jù)傳入消息的量值將校驗(yàn)節(jié) 點(diǎn)的多個(gè)傳入消息進(jìn)行分類的構(gòu)件；用于從所述傳入信息中識(shí)別預(yù)定數(shù)目的唯一消息量 值的構(gòu)件；以及用于計(jì)算針對(duì)所述多個(gè)傳入消息的子集的傳出消息的構(gòu)件，所述子集的 所述消息具有大于所述預(yù)定數(shù)目的唯一消息量值的不同量值，所述傳出消息具有相同量 值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的解碼器，其中所述傳出消息的所述相同量值等于根據(jù)函數(shù) 依次將所述多個(gè)傳入消息進(jìn)行組合而產(chǎn)生的量值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的解碼器，其中所述函數(shù)根據(jù)兩個(gè)輸入消息量值中的較小一 者與基于所述兩個(gè)輸入消息量值的總和而計(jì)算的值以及基于所述兩個(gè)輸入消息量值的 差值而計(jì)算的值的總和來產(chǎn)生量值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的解碼器，其中所述函數(shù)產(chǎn)生等于min(a, b) + log (1 + exp(-a-b)) - log (1 + exp(a-b))的量值，其中a和b代表兩個(gè)輸入消息量值，且其中a不 小于b。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的解碼器，其中所述用于計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述子集的所述傳出消 息的構(gòu)件包含用于存儲(chǔ)中間結(jié)果的構(gòu)件；以及用于根據(jù)所述中間結(jié)果和所述子集的相應(yīng) 消息的符號(hào)來計(jì)算所述傳出消息中的每一者的構(gòu)件。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的解碼器，其進(jìn)一步包含用于通過組合所述選定子集的消息 來確定和存儲(chǔ)中間結(jié)果的構(gòu)件；以及用于使用所述中間結(jié)果來確定針對(duì)不處于所述子集 中的相應(yīng)傳入消息的傳出消息的構(gòu)件。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中一種在低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器中實(shí)施的方法，所 述方法包含根據(jù)消息量值將校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)傳入消息進(jìn)行分類；根據(jù)預(yù)定數(shù)目從所述多 個(gè)傳入消息中選擇消息子集，所述選定子集具有大于所述傳入消息的所述預(yù)定數(shù)目的唯 一消息量值的消息量值；以及計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述選定子集的傳出消息，選定子集的消息具 有不同量值，所述傳出消息具有相同量值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中一種在低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器中實(shí)施的方法，其 中所述傳出消息的所述相同量值等于使用函數(shù)依次將所述多個(gè)傳入消息進(jìn)行組合而產(chǎn) 生的結(jié)果。6中一種在低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器中實(shí)施方法，其中所述函數(shù)包括通過將兩個(gè)輸入消息量值中的較小一者與基于所述兩個(gè)輸入消息量值的 總和以及所述兩個(gè)輸入消息量值的差值而査找的值相加來產(chǎn)生結(jié)果消息量值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中一種在低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器中實(shí)施的方法，其中所述將所述多個(gè)傳入消息進(jìn)行組合以產(chǎn)生所述結(jié)果包含使用所述函數(shù)將所述傳入消息中的兩者進(jìn)行組合以產(chǎn)生中間結(jié)果，使用所述函數(shù)將所述中間結(jié)果與另一傳入消息進(jìn) 一步組合以產(chǎn)生進(jìn)一步的中間結(jié)果。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中一種在低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器中實(shí)施的方法，其 中所述函數(shù)等于sign(a) x sign (b) x [ min(]a|， jb!) + log (1 + exp(-ja + bl)) - log (1 + exp(-|a-b|))]，其中a和b代表用于所述函數(shù)的輸入消息。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中一種在低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器中實(shí)施的方法，其 中對(duì)應(yīng)于所述選定子集的所述傳出消息的所述計(jì)算包含根據(jù)所述選定子集的消息的符 號(hào)而改變中間結(jié)果的符號(hào)以產(chǎn)生相應(yīng)的傳出消息。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中一種在低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器中實(shí)施的方法，其 進(jìn)一步包含使用函數(shù)依次將所述選定子集的消息進(jìn)行組合來確定中間結(jié)果，其中將后一 消息與使用所述函數(shù)進(jìn)行組合而產(chǎn)生的前一結(jié)果進(jìn)行組合；以及使用所述中間結(jié)果來確 定針對(duì)所述子集以外的相應(yīng)傳入消息的傳出消息。其中所述的方法，其中在不使用第一 傳入消息的情況下確定針對(duì)不處于所述子集中的所述第一傳入消息的傳出消息。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中一種機(jī)器可讀媒體，其實(shí)施致使低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC) 解碼器執(zhí)行方法的指令，所述方法包含根據(jù)消息量值將校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)傳入消息進(jìn)行分 類；根據(jù)預(yù)定數(shù)目從所述多個(gè)傳入消息中選擇消息子集，所述選定子集具有大于所述傳 入消息的所述預(yù)定數(shù)目的唯一消息量值的消息量值；以及計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述選定子集的傳 出消息，選定子集的消息具有不同量值，且所述傳出消息具有相同量值。其中所述的媒 體，其中所述傳出消息的所述相同量值等于使用函數(shù)依次將所述多個(gè)傳入消息進(jìn)行組合 而產(chǎn)生的結(jié)果。其中所述的媒體，其中所述函數(shù)包括通過將兩個(gè)輸入消息量值中的較小 一者與基于根據(jù)所述兩個(gè)輸入消息量值的總和并根據(jù)所述兩個(gè)輸入消息量值的差值從 表中査找而確定的值相加來產(chǎn)生結(jié)果消息量值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中一種機(jī)器可讀的媒體，其中對(duì)應(yīng)于所述選定子集的所述傳出 消息的所述計(jì)算包含通過使用函數(shù)依次將所述多個(gè)消息進(jìn)行組合來計(jì)算中間結(jié)果； 存儲(chǔ)所述中間結(jié)果；以及將所述中間結(jié)果與所述子集的消息的符號(hào)進(jìn)行組合來產(chǎn)生針對(duì) 所述子集的相應(yīng)傳出消息。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中一種機(jī)器可讀的媒體，其中所述函數(shù)等于sign(a) x sign (b) x [min(|a|, |b|) + log (1 + exp(-|a + b|)) — log (1 + exp(-|a-bl))]，其中a和b代表用于所述函 數(shù)的輸入消息。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中一種機(jī)器可讀的媒體進(jìn)一步包含通過使用函數(shù)依次將所述 選定子集的消息進(jìn)行組合來確定中間結(jié)果，其中將后一消息與使用所述函數(shù)進(jìn)行組合而 產(chǎn)生的前一結(jié)果進(jìn)行組合；以及使用所述中間結(jié)果來確定針對(duì)所述子集以外的相應(yīng)傳入 消息的傳出消息。將從附圖和以下詳細(xì)描述中了解其它特征。


在附圖各圖中以實(shí)例而并非限制的方式說明所述實(shí)施例，其中相同參考標(biāo)號(hào)表示相 似元件。圖1說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器的一部分。圖2說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用以產(chǎn)生校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新的過程。圖3到4說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用以組合兩個(gè)消息的函數(shù)的實(shí)施方案。圖5說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器中實(shí)施的方法。
具體實(shí)施方式
以下描述內(nèi)容和圖式是說明性的，且不應(yīng)將其解釋為限制性的。描述許多具體細(xì)節(jié) 以提供徹底的理解。然而，在一些實(shí)例中，沒有描述眾所周知或常規(guī)的細(xì)節(jié)以免混淆所 述描述內(nèi)容。所述揭示內(nèi)容中對(duì)一個(gè)或一實(shí)施例的參考未必是對(duì)同一實(shí)施例的參考；而 且，此類參考意味著至少一個(gè)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種用于LDPC解碼的迭代方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的解 碼器用降低的硬件復(fù)雜性和較少的存儲(chǔ)器成本來提供改進(jìn)的性能。在一個(gè)實(shí)施例中，LDPC解碼器根據(jù)LDPC碼系統(tǒng)的偶圖來執(zhí)行迭代解碼。在一個(gè) 實(shí)施例中，根據(jù)LDPC碼系統(tǒng)的偶圖來布置處理節(jié)點(diǎn)和通信連接，如圖l說明。在圖1中，LDPC碼系統(tǒng)的偶圖包括一組位節(jié)點(diǎn)(例如，11、 13、……、15)和一 組校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)(例如，21、 23、……、25)。所述位節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于LDPC碼的參與位；并且， 所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于由LDPC碼向所述參與位強(qiáng)加的約束(例如，校驗(yàn)等式)。通信路 徑(31、 33、……)對(duì)應(yīng)于相應(yīng)參與位(位節(jié)點(diǎn))在相應(yīng)約束(校驗(yàn)節(jié)點(diǎn))中的參與。8解碼過程涉及位節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)彼此通信以確定所述位的傳 輸值。舉例來說，可通過沿著從位節(jié)點(diǎn)到校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的路徑/邊緣將信道值分配作為校驗(yàn)節(jié) 點(diǎn)的傳入消息(例如，v)來開始解碼。在接收到所述傳入消息時(shí)，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)使用奇偶 校驗(yàn)等式來確定校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新并將其作為傳出消息(例如，w)發(fā)送回相應(yīng)的位節(jié)點(diǎn)。 每個(gè)位節(jié)點(diǎn)接著在到達(dá)所述位節(jié)點(diǎn)的信息間執(zhí)行軟多數(shù)投票。此時(shí)，如果對(duì)所述位的硬 決策滿足所有所述奇偶校驗(yàn)等式，那么認(rèn)為找到了有效碼字且迭代過程停止。否則，位 節(jié)點(diǎn)將其軟多數(shù)投票的結(jié)果作為傳入消息發(fā)送到校驗(yàn)代碼，并從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)接收更新作為 傳出消息。在一個(gè)實(shí)施例中，消息(例如，v或w)的符號(hào)代表對(duì)所述傳輸位的硬決策，而消 息(例如，v或w)的量值指示所述決策的可靠性。在一個(gè)實(shí)施例中，所述量值越大，可靠性就越高。因此，LDPC解碼過程大體上包括例如位節(jié)點(diǎn)初始化、校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新、位節(jié)點(diǎn)更新 和硬決策等計(jì)算階段。至少一些所述階段可用與例如和積算法、最小和算法和X最小算 法等已知方法類似的方式來實(shí)施。舉例來說，在初始化階段中，位節(jié)點(diǎn)(例如，11、 13、……、15)可經(jīng)配置以根據(jù) 從傳輸信道獲得的數(shù)據(jù)來設(shè)置相應(yīng)位節(jié)點(diǎn)的值。接著根據(jù)其在所述約束(例如，奇偶校 驗(yàn)等式)中的參與而沿著通往校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的路徑(例如，31、 33、……)將相應(yīng)位節(jié)點(diǎn)的 值發(fā)送到校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)。在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新階段中，每個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)確定針對(duì)每個(gè)傳入消息(例如，v)的傳出 消息(例如，w)。下文進(jìn)一步提供關(guān)于校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新階段的細(xì)節(jié)。在位節(jié)點(diǎn)更新階段中，每個(gè)位節(jié)點(diǎn)基于在先前校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新階段期間從所述校驗(yàn)節(jié) 點(diǎn)接收的傳出消息來確定針對(duì)相應(yīng)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的經(jīng)更新傳入消息。舉例來說，從位節(jié)點(diǎn)到校驗(yàn)碼的傳出消息可通過對(duì)所述位節(jié)點(diǎn)處的值和所述位節(jié)點(diǎn) 先前從除所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)以外的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)接收到的傳出消息求和來進(jìn)行更新。在位節(jié)點(diǎn)更新之后，在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處基于傳入消息和傳出消息來作出硬決策。如果硬 決策滿足所有所述奇偶校驗(yàn)等式，那么找到有效碼字。否則，執(zhí)行另一輪校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)/位節(jié) 點(diǎn)更新。如果在預(yù)定數(shù)目的迭代之后沒有實(shí)現(xiàn)收斂，那么提供當(dāng)前輸出作為解決方案。雖然圖1說明使用多個(gè)硬件節(jié)點(diǎn)來執(zhí)行LDPC解碼的實(shí)例，但本文所述的過程還可 使用在一個(gè)處理器或多個(gè)并行處理器上運(yùn)行的指令來實(shí)施。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)X (其是預(yù)定數(shù)字)來執(zhí)行校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新階段。在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處接收到的傳入消息根據(jù)其量值來進(jìn)行分類，以在所接收傳入消息的量值中識(shí)9別預(yù)定數(shù)目的唯一最小量值。根據(jù)一個(gè)公式計(jì)算針對(duì)量值等于所識(shí)別最小量值之一的傳 入消息的傳出消息；并且，根據(jù)另一個(gè)公式計(jì)算針對(duì)其它傳入消息的傳出消息。圖2說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用以產(chǎn)生校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新的過程。在圖2中，巳經(jīng)根據(jù)其 量值對(duì)傳入消息(41、 43、……、45、 47、 、 49)進(jìn)行分類和識(shí)別。傳入消息(41、43、……、45)的每一者的量值等于預(yù)定數(shù)目的最小量值中的一者。傳入消息(47、……、 49)的量值大于預(yù)定數(shù)目的最小量值。在圖2中，函數(shù)g (例如，51、 、 53、 61、 、 63、 65)代表組合兩個(gè)傳入消息以產(chǎn)生一個(gè)消息的預(yù)定函數(shù)，可使用所述預(yù)定函數(shù)將所述一個(gè)消息與傳入消息進(jìn)一 步組合。在圖2中，所述組函數(shù)(51、……、53)組合量值大于預(yù)定數(shù)目的最小量值的所述 組傳入消息(47、……、49)。函數(shù)(53)產(chǎn)生中間結(jié)果(59)，可將所述中間結(jié)果(59) 進(jìn)行存儲(chǔ)并接著重復(fù)地用于計(jì)算針對(duì)傳入消息(41、 43、……、45)的每一者的輸出消 息，其中所述傳入消息(41、 43、……、45)的量值等于預(yù)定數(shù)目的最小量值中的一者。舉例來說，所述組函數(shù)(61、……、63)將中間結(jié)果(59)與傳入消息(43、……、 45)進(jìn)行組合，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于傳入消息(41)的傳出消息。所述傳出消息將發(fā)送到發(fā)送 傳入消息(41)的位節(jié)點(diǎn)。類似地，可將中間結(jié)果(59)與傳入消息(41、 45、……)而并非傳入消息(43) 進(jìn)行組合，以確定對(duì)應(yīng)于傳入消息(43)的傳出消息。在圖2中，所述組函數(shù)(61、……、63和65)將中間結(jié)果(59)和傳入消息(41、 43、……、45)進(jìn)行組合，以產(chǎn)生另一中間結(jié)果(67)，所述中間結(jié)果(67)用于計(jì)算 針對(duì)傳入消息(47、……、49)的傳出消息，所述傳入消息(47、……、49)的量值大 于預(yù)定數(shù)目的最小量值。中間結(jié)果(67)代表在所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處接收的所有傳入消息(41、 43、 ......、 45、 47、 ......、 49)的組合。舉例來說，在圖2中，可根據(jù)傳入消息(49)的符號(hào)(55)來選擇性地改變中間結(jié) 果(67)的符號(hào)，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于傳入消息(49)的傳出消息。如果傳入消息(49)的符 號(hào)(55)為正，那么不改變傳入消息(49)的符號(hào)(55)。如果傳入消息(49)的符號(hào) (55)為負(fù)，那么顛倒傳入消息(49)的符號(hào)(55)。所述傳出消息將發(fā)送到發(fā)送傳入 消息(49)的位節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，可根據(jù)傳入消息(47、……、49)的任一者的符號(hào)來選擇性地改變中間結(jié)果(67)的符號(hào)，以產(chǎn)生針對(duì)相應(yīng)傳入消息的傳出消息，其中所述傳入消息(47、……、49)的量值大于預(yù)定數(shù)目的最小量值。在一些實(shí)施例中，使用單獨(dú)電路單元來實(shí)施所述函數(shù)(51、……、53、 61、……、 63、65)。在一些實(shí)施例中，可使用一個(gè)電路單元來實(shí)施所述函數(shù)(51、……、53、 61、……、 63、 65)，其中使用通過一次組合一個(gè)傳入消息來累積結(jié)果的循環(huán)。在一些實(shí)施例中， 可使用多個(gè)電路單元來實(shí)施所述函數(shù)(51、……、53、 61、……、63、 65)，所述多個(gè) 電路單元并行執(zhí)行所述組合中的一些組合且串行組合所述結(jié)果。在一些實(shí)施例中，可使用一個(gè)或一個(gè)以上處理器來實(shí)施所述函數(shù)(51、……、53、 61、……、63、 65)，使用 一組指令來控制所述一個(gè)或一個(gè)處理器。因此，本發(fā)明不限于特定類型的實(shí)施方案，用 軟件和/或用硬件皆可。圖3到4說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用以組合兩個(gè)消息的函數(shù)的實(shí)施方案。 在圖3中，將兩個(gè)消息(a和b)進(jìn)行組合以產(chǎn)生一個(gè)所得消息。所述消息的符號(hào) (sign(a)和sign(b))經(jīng)由比較器進(jìn)行組合，以產(chǎn)生符號(hào)。如果sign(a)和sign(b)是相同的， 那么比較器(71)輸出正的符號(hào)；否則，比較器(71)輸出負(fù)的符號(hào)。因此，比較器的 結(jié)果等于sign(a)Xsign(b)。在一些實(shí)施例中，比較器可經(jīng)由異或邏輯單元來實(shí)施。在圖3中，所述消息的量值(abs(a)和abs(b))進(jìn)行組合以產(chǎn)生值(val)。邏輯單元 (73)確定abs(a)和abs(b)的最小值；并且，邏輯單元(75)基于查找表確定值。加法 器(77)對(duì)所確定的最小值和經(jīng)由查找表從存儲(chǔ)器確定的值進(jìn)行求和。 所計(jì)算的符號(hào)和值(val)進(jìn)行組合以產(chǎn)生所得消息符號(hào)X值。 圖4說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的邏輯單元(75)的實(shí)施方案。在圖4中，加法器(81) 確定abs(a)和abs(b)的總和(表示為x)，其在查找表中用于確定log(l +exp(-x))的值。 減法器(83)和絕對(duì)函數(shù)(87)確定abs(a)和abs(b)之間的絕對(duì)差(表示為y)，其在查 找表中用于確定log(l十exp(-y))的值。通過加法器(82)使所述査找表值彼此相減，以 產(chǎn)生輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)接收一組傳入消息，其中a卜a2、……、a。的量值大于 所述組的預(yù)定數(shù)目(X個(gè))最小唯一零值，且b卜b2、……、bm是其它傳入消息。根據(jù) 下式計(jì)算中間消息M=g(ai， a2，…，an)針對(duì)bi的傳出消息計(jì)算為g(M!, bh…，b"i, bi+1，…，bm)，其中i = 1， 2,m。 為了計(jì)算針對(duì)ai的傳出消息，將中間消息更新為 M2 = g(al5 a2,…，an， bi, b2,…，bm) 并且，針對(duì)ai的傳出消息計(jì)算為M2xsign(ai)。 此處，g(Xl,x2, ...,Xk) = g(Xl,g(x2,…，Xk))，其中k二3,4,…，且11<formula>formula see original document page 12</formula> 圖5說明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器中實(shí)施的方法。在 圖5中，根據(jù)消息量值對(duì)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)傳入消息進(jìn)行分類(91)。在所述傳入消息中 選擇量值大于預(yù)定數(shù)目的唯一消息量值的消息子集(93)。計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述選定子集的 傳出消息(95)。所述子集的傳入消息通常具有不同的量值，但相應(yīng)傳出消息經(jīng)計(jì)算為 具有相同量值。另外，還計(jì)算對(duì)應(yīng)于具有所述預(yù)定數(shù)目的唯一消息量值的傳入消息的傳 出消息(97)。考慮這樣一個(gè)實(shí)例，其中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)接收六個(gè)傳入消息a、 b、 c、 d、 e和f，其中H <|b| = |c|<|d|<|e|<|f]。當(dāng)X為2時(shí)，兩個(gè)最小值是lal和lbl叫cl。因此，使用一個(gè)公式來 計(jì)算a、 b和c的傳出消息，且使用另一個(gè)公式來計(jì)算d、 e和f的傳出消息。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算中間消息h-g(g(d,e)，f)。接著，確定針對(duì)傳入消息a的傳 出消息為ga = g(g(h,b),c)，傳入消息b的傳出消息為gb-g((h,a),c)，且傳入消息c的 傳出消息為gc-g(g(h,a),b)。接著將傳入消息c與針對(duì)c的傳出消息進(jìn)一步組合，以產(chǎn) 生中間消息pzg(ge,c)。接著使用所述中間消息p來確定針對(duì)d、 e和f的傳出消息分別 為<formula>formula see original document page 12</formula>由于|13| = |0|，因此gc和gb的量值 彼此相等。如果sign(c)和sign(b)是相同的，那么ge-gb;否則，ge=-gb。在一個(gè)實(shí)施例中，在計(jì)算過程期間，所使用的存儲(chǔ)用于傳入消息、臨時(shí)結(jié)果t或p、 最小值的位置。本文所揭示的方法具有比積和算法少的存儲(chǔ)器使用和復(fù)雜性且具有比X最小算法好 的誤差性能。因此，本發(fā)明的實(shí)施例用較少的復(fù)雜性和存儲(chǔ)器成本提供較好性能。在以上說明書中，已經(jīng)參考本發(fā)明的特定示范性實(shí)施例來提供本發(fā)明。將明白，可 在不脫離所附權(quán)利要求書中所陳述的較廣精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明作出各種修改。 因此，應(yīng)將說明書和圖式視為具有說明性意義而并非限制性意義。
權(quán)利要求
1.一種低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器，其包含用于根據(jù)傳入消息的量值將校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)傳入消息進(jìn)行分類的構(gòu)件；用于從所述傳入信息中識(shí)別預(yù)定數(shù)目的唯一消息量值的構(gòu)件；以及用于計(jì)算針對(duì)所述多個(gè)傳入消息的子集的傳出消息的構(gòu)件，所述子集的所述消息具有大于所述預(yù)定數(shù)目的唯一消息量值的不同量值，所述傳出消息具有相同量值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的解碼器，其中所述傳出消息的所述相同量值等于根據(jù)函數(shù) 依次將所述多個(gè)傳入消息進(jìn)行組合而產(chǎn)生的量值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的解碼器，其中所述函數(shù)根據(jù)兩個(gè)輸入消息量值中的較小一 者與基于所述兩個(gè)輸入消息量值的總和而計(jì)算的值以及基于所述兩個(gè)輸入消息量值的 差值而計(jì)算的值的總和來產(chǎn)生量值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的解碼器，其中所述函數(shù)產(chǎn)生等于min(a, b) + log (1 + exp(-a-b)) - log (1 + exp(a-b))的量值，其中a和b代表兩個(gè)輸入消息量值，且其中a不 小于b。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼器，其中所述用于計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述子集的所述傳出消 息的構(gòu)件包含用于存儲(chǔ)中間結(jié)果的構(gòu)件；以及用于根據(jù)所述中間結(jié)果和所述子集的相應(yīng)消息的符號(hào)來計(jì)算所述傳出消息中的 每一者的構(gòu)件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼器，其進(jìn)一步包含 用于通過組合所述選定子集的消息來確定和存儲(chǔ)中間結(jié)果的構(gòu)件；以及用于使用所述中間結(jié)果來確定針對(duì)不處于所述子集中的相應(yīng)傳入消息的傳出消 息的構(gòu)件。
7. —種在低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器中實(shí)施的方法，所述方法包含 根據(jù)消息量值將校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)傳入消息進(jìn)行分類；根據(jù)預(yù)定數(shù)目從所述多個(gè)傳入消息中選擇消息子集，所述選定子集具有大于所 述傳入消息的所述預(yù)定數(shù)目的唯一消息量值的消息量值；以及計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述選定子集的傳出消息，選定子集的消息具有不同量值，所述傳 出消息具有相同量值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述傳出消息的所述相同量值等于使用函數(shù)依 次將所述多個(gè)傳入消息進(jìn)行組合而產(chǎn)生的結(jié)果。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述函數(shù)包括通過將兩個(gè)輸入消息量值中的較 小一者與基于所述兩個(gè)輸入消息量值的總和以及所述兩個(gè)輸入消息量值的差值而査找 的值相加來產(chǎn)生結(jié)果消息量值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述將所述多個(gè)傳入消息進(jìn)行組合以產(chǎn)生所述 結(jié)果包含使用所述函數(shù)將所述傳入消息中的兩者進(jìn)行組合以產(chǎn)生中間結(jié)果，使用所述 函數(shù)將所述中間結(jié)果與另一傳入消息進(jìn)一步組合以產(chǎn)生進(jìn)一步的中間結(jié)果。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述函數(shù)等于sign(a) x sign (b) x [ min(|a|, |b|) + log (1 + exp(-|a + b|)) - log (1 + exp(-|a-b|))]，其中a和b代表用于所述函數(shù)的輸入消 息。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中對(duì)應(yīng)于所述選定子集的所述傳出消息的所述計(jì) 算包含根據(jù)所述選定子集的消息的符號(hào)而改變中間結(jié)果的符號(hào)以產(chǎn)生相應(yīng)的傳出消 息。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其進(jìn)一步包含 使用函數(shù)依次將所述選定子集的消息進(jìn)行組合來確定中間結(jié)果，其中將后一消息與使用所述函數(shù)進(jìn)行組合而產(chǎn)生的前一結(jié)果進(jìn)行組合；以及使用所述中間結(jié)果來確定針對(duì)所述子集以外的相應(yīng)傳入消息的傳出消息。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在不使用第一傳入消息的情況下確定針對(duì)不 處于所述子集中的所述第一傳入消息的傳出消息。
15. —種機(jī)器可讀媒體，其實(shí)施致使低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器執(zhí)行方法的指 令，所述方法包含根據(jù)消息量值將校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)傳入消息進(jìn)行分類；根據(jù)預(yù)定數(shù)目從所述多個(gè)傳入消息中選擇消息子集，所述選定子集具有大于所 述傳入消息的所述預(yù)定數(shù)目的唯一消息量值的消息量值；以及計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述選定子集的傳出消息，選定子集的消息具有不同量值，且所述 傳出消息具有相同量值。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的媒體，其中所述傳出消息的所述相同量值等于使用函數(shù) 依次將所述多個(gè)傳入消息進(jìn)行組合而產(chǎn)生的結(jié)果。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的媒體，其中所述函數(shù)包括通過將兩個(gè)輸入消息量值中的 較小一者與基于根據(jù)所述兩個(gè)輸入消息量值的總和并根據(jù)所述兩個(gè)輸入消息量值的差值從表中查找而確定的值相加來產(chǎn)生結(jié)果消息量值。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的媒體，其中對(duì)應(yīng)于所述選定子集的所述傳出消息的所述 計(jì)算包含通過使用函數(shù)依次將所述多個(gè)消息進(jìn)行組合來計(jì)算中間結(jié)果； 存儲(chǔ)所述中間結(jié)果；以及將所述中間結(jié)果與所述子集的消息的符號(hào)進(jìn)行組合來產(chǎn)生針對(duì)所述子集的相應(yīng) 傳出消息。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的媒體，其中所述函數(shù)等于sign(a) x sign (b) x [ min(|a|， |b|) + log (1 + exp(-|a + b|)) — log (1 + exp(-|a-b|))],其中a和b代表用于所述函數(shù)的輸入消 息。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的媒體，其進(jìn)一步包含 通過使用函數(shù)依次將所述選定子集的消息進(jìn)行組合來確定中間結(jié)果，其中將后一消息與使用所述函數(shù)進(jìn)行組合而產(chǎn)生的前一結(jié)果進(jìn)行組合；以及使用所述中間結(jié)果來確定針對(duì)所述子集以外的相應(yīng)傳入消息的傳出消息。
全文摘要
本發(fā)明提供用以基于選擇λ個(gè)最小值來執(zhí)行低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼的迭代解碼的方法和設(shè)備。在一個(gè)方面，一種LDPC解碼器包括用于根據(jù)傳入消息的量值將校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)傳入消息進(jìn)行分類的構(gòu)件；用于從所述傳入信息中識(shí)別預(yù)定數(shù)目的唯一消息量值的構(gòu)件；和用于計(jì)算針對(duì)所述多個(gè)傳入消息的子集的傳出消息的構(gòu)件，其中所述子集的所述消息具有大于所述預(yù)定數(shù)目的唯一消息量值的不同量值，但所述傳出消息經(jīng)計(jì)算為具有相同量值。在至少一個(gè)實(shí)施例中，所述解碼器進(jìn)一步包括用于計(jì)算量值等于所述預(yù)定數(shù)目的唯一消息量值中的任一者的傳出消息的構(gòu)件。一般來說，針對(duì)所有傳出消息所計(jì)算的所述量值可能不一定相同。
文檔編號(hào)H03M13/11GK101582697SQ20091000537
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月23日
發(fā)明者路瑞峰 申請(qǐng)人:瀾起科技(上海)有限公司