基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器。用于基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器的系統(tǒng)、方法、裝置和電路。
【專利說(shuō)明】基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的引用
[0002]本申請(qǐng)要求Wang等于2013年3月15日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.61/786，367，“Min-Sum Based Hybrid Non-Binary Low Density Parity Check Decoder”的優(yōu)先權(quán)(是該申請(qǐng)的非臨時(shí)申請(qǐng))，該申請(qǐng)的整個(gè)內(nèi)容在此引為參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例提供用于數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)和方法，更具體地，提供用于基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0004]研發(fā)了各種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)系統(tǒng)、蜂窩電話系統(tǒng)和無(wú)線傳輸系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通過(guò)某種介質(zhì)，從發(fā)送器傳送給接收器。例如，在存儲(chǔ)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通過(guò)存儲(chǔ)介質(zhì)從發(fā)送器(即，寫(xiě)功能)發(fā)送給接收器(即，讀功能)。當(dāng)以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的形式保存和傳送信息時(shí)，會(huì)引入錯(cuò)誤，如果不被校正，那么所述錯(cuò)誤會(huì)破壞數(shù)據(jù)，使信息不可用。任何傳輸?shù)男苁苡筛鞣N因素引起的任意數(shù)據(jù)損失影響。提出了許多種類的錯(cuò)誤校驗(yàn)系統(tǒng)，以檢測(cè)和校正數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。一種這樣的錯(cuò)誤校驗(yàn)系統(tǒng)是低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器，LDPC解碼器根據(jù)代碼字中的奇偶校驗(yàn)位，檢測(cè)和校正代碼字中的錯(cuò)誤。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例提供用于數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)和方法，更特別地，提供用于在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中編碼數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。
[0006]公開(kāi)一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括用于解碼數(shù)據(jù)的設(shè)備，所述設(shè)備具有變量節(jié)點(diǎn)處理器和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器。變量節(jié)點(diǎn)處理器生成變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息，并根據(jù)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)-變量節(jié)點(diǎn)消息，計(jì)算感知值。校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器生成校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)-變量節(jié)點(diǎn)消息，并根據(jù)變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息，計(jì)算校驗(yàn)和。變量節(jié)點(diǎn)處理器和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器具有不同的伽羅瓦域。
[0007]本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分僅僅提供本發(fā)明的一些實(shí)施例的概況。短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”、“按照一個(gè)實(shí)施例”、“在各個(gè)實(shí)施例中”、“在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中”、“在特定實(shí)施例中”等通常意味在該短語(yǔ)之后的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中，并且可包含在本發(fā)明的不止一個(gè)實(shí)施例中。重要的是，這樣的短語(yǔ)不一定指的是相同實(shí)施例。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分只提供本發(fā)明的一些實(shí)施例的概況。在以下的詳細(xì)說(shuō)明、附加的權(quán)利要求書(shū)和附圖中，公開(kāi)了另外的實(shí)施例。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]通過(guò)參考在說(shuō)明書(shū)的剩余部分中說(shuō)明的各個(gè)附圖，可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。附圖中，在幾個(gè)圖中可以使用類似的附圖標(biāo)記表示相似的組件。附圖中，在幾個(gè)附圖中使用類似的附圖標(biāo)記表示相似的組件。
[0009]圖1A描述按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器的奇偶校驗(yàn)矩陣；
[0010]圖1B描述按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，與圖1A的奇偶校驗(yàn)矩陣結(jié)合使用，以在混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器中計(jì)算校驗(yàn)子的代碼字的向量；
[0011]圖1C描述按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，用于混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器的與圖1A的奇偶校驗(yàn)矩陣等同的二進(jìn)制映像；
[0012]圖1D描述按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，與圖1C的二進(jìn)制映像奇偶校驗(yàn)矩陣結(jié)合使用，以在混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器中計(jì)算校驗(yàn)子的代碼字的二進(jìn)制向量;
[0013]圖1E描述按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器的與圖1A的奇偶校驗(yàn)矩陣等同的線性群；
[0014]圖1F描述按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，與圖1E的線性群式奇偶校驗(yàn)矩陣結(jié)合使用，以在混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器中計(jì)算校驗(yàn)子的代碼字的二進(jìn)制向量；
[0015]圖2是按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的基于最小和的非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器的方框圖；
[0016]圖3是按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的適合于替代圖2的變換電路使用的變換電路的方框圖；
[0017]圖4是按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的最小值查找、選擇和組合電路的方框圖；
[0018]圖5是按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的第一組合電路的方框圖；
[0019]圖6是按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的第二組合電路的方框圖；
[0020]圖7描述表示按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼的方法的流程圖；
[0021]圖8描述按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的具有基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器的讀通道的方框圖，所述讀通道可用于取回或接收保存或傳送的數(shù)據(jù)；
[0022]圖9描述包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器；
[0023]圖10描述包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的無(wú)線通信系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器。

【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及用于解碼數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法，更具體地，涉及用于混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼的基于最小和的解碼的系統(tǒng)和方法。混合低密度奇偶校驗(yàn)解碼器是其中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)和變量節(jié)點(diǎn)具有不同的伽羅瓦域大小的解碼器。在非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器中，變量節(jié)點(diǎn)包含來(lái)自伽羅瓦域(包含用大小Pk表征的有限數(shù)目的元素的有限域GF(pk)，其中P是質(zhì)數(shù)，k是正整數(shù))的符號(hào)。在混合低密度奇偶校驗(yàn)解碼器中，伽羅瓦域的元素的大小或數(shù)目對(duì)變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)不同，換句話說(shuō)，把兩個(gè)不同的伽羅瓦域用于校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)和變量節(jié)點(diǎn)。在線性群中定義奇偶校驗(yàn)矩陣。通過(guò)從非混合伽羅瓦域解碼器推廣到線性群，基于最小和的非二進(jìn)制低密度奇偶解碼器可被推廣，供混合代碼使用。通過(guò)轉(zhuǎn)換消息，該解碼器處理變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)之間的不同伽羅瓦域之間的映射。如果來(lái)自校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器的硬決策不能被映射成變量節(jié)點(diǎn)處理器格式，那么該信息被重新標(biāo)準(zhǔn)化，以獲得硬決策。
[0025]基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶解碼器中的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)(或者校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器)接收來(lái)自連接的或者相鄰的變量節(jié)點(diǎn)的輸入消息，并生成給每個(gè)相鄰的變量節(jié)點(diǎn)的輸出消息，以實(shí)現(xiàn)低密度奇偶校驗(yàn)碼的奇偶校驗(yàn)矩陣。這里，給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的輸入消息也被稱為V2C消息，表示它們從變量節(jié)點(diǎn)流向校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，來(lái)自校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的輸出消息也被稱為C2V消息，表示它們從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)流向變量節(jié)點(diǎn)。校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)利用多個(gè)V2C消息生成給每個(gè)相鄰的變量節(jié)點(diǎn)的個(gè)性化的C2V消息?；谧钚『偷幕旌戏嵌M(jìn)制低密度奇偶解碼器中的消息是作為表示發(fā)送變量節(jié)點(diǎn)包含特定值的概率的簡(jiǎn)單似然概率值或者對(duì)數(shù)似然比(LLR)值傳送的標(biāo)量值。
[0026]伽羅瓦域的每個(gè)元素具有唯一的二進(jìn)制向量形式。通過(guò)用其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制向量代替符號(hào)，轉(zhuǎn)換代碼字，可獲得代碼字的二進(jìn)制映像。利用奇偶校準(zhǔn)矩陣的二進(jìn)制映像，在解碼器中校驗(yàn)二進(jìn)制映像。每個(gè)元素具有兩種備選形式，即，二進(jìn)制向量形式和唯一的二進(jìn)制矩陣形式。通過(guò)用對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制矩陣替換奇偶校驗(yàn)矩陣的項(xiàng)，獲得奇偶校驗(yàn)矩陣的二進(jìn)制映像。在關(guān)于具有元素{0，1，2，3}的GF(4)的一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)符號(hào)中的元素被其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制向量替換，所述二進(jìn)制向量具有如下所示的唯一的二進(jìn)制矩陣形式:
[0027]O —向量:[00];矩陣:[00; 00]
[0028]I —向量:[01];矩陣:[10;01]
[0029]2—向量:[10];矩陣:[I I; 10]
[0030]3—向量:[11];矩陣:[01; 11]
[0031]GF (4)中的每個(gè)項(xiàng)是定義成呈二進(jìn)制矩陣形式的b=h*a的GF (4)中的所有a, b的雙射映射GF(4) — GF(4)，其中h是伽羅瓦域GF(4)的元素。
[0032]混合非二進(jìn)制低密度奇偶解碼器通過(guò)取代碼字C和奇偶校驗(yàn)矩陣H的點(diǎn)積或者說(shuō)S=C.Η計(jì)算校驗(yàn)子S，來(lái)檢測(cè)數(shù)據(jù)收斂。校驗(yàn)子S當(dāng)數(shù)據(jù)收斂到正確值時(shí)為值為O的向量。圖1A中表示了一個(gè)例子，其中在GF(4)中，以符號(hào)形式表示了奇偶校驗(yàn)矩陣100。奇偶校驗(yàn)矩陣100和代碼字C102的點(diǎn)積產(chǎn)生校驗(yàn)子104，當(dāng)數(shù)據(jù)收斂到正確值時(shí)，校驗(yàn)值104為O。圖1B中表示了一個(gè)實(shí)施例中的代碼字C102的例證向量。代碼字C102是自頂向下向量，以致它能夠被乘以奇偶校驗(yàn)矩陣100。圖1C中表示了等同形式，其中奇偶校驗(yàn)矩陣110是奇偶校驗(yàn)矩陣100的二進(jìn)制映像。二進(jìn)制映像奇偶校驗(yàn)矩陣和二進(jìn)制向量代碼字C112的點(diǎn)積產(chǎn)生當(dāng)數(shù)據(jù)收斂到正確值時(shí)為O的校驗(yàn)子114。圖1D中表示了一個(gè)實(shí)施例中的代碼子Cl 12的例證二進(jìn)制向量。
[0033]如果使用非二進(jìn)制符號(hào)的矩陣形式，那么通過(guò)按照有限域，用唯一二進(jìn)制矩陣替換每個(gè)符號(hào)，非二進(jìn)制奇偶校驗(yàn)矩陣可被變換成二進(jìn)制矩陣。稱為疊加的這種動(dòng)作可從GF (q)推廣到線性群。
[0034]伽羅瓦域和線性群之間的差異在于利用線性群并不總是能夠得到逆元，比如(但不限于)加法逆元或乘法逆元。然而，即使不存在逆函數(shù)，奇偶校驗(yàn)矩陣仍可被定義成線性群。如果線性群LG(2，2)被定義成{O, I, 2，3，4，5，6}，并且每個(gè)元素對(duì)應(yīng)于唯一二進(jìn)制矩陣，那么可根據(jù)線性群LG(2，2)，定義奇偶校驗(yàn)矩陣，從而在以下二進(jìn)制矩陣定義的情況下，產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)的二進(jìn)制映像。
[0035]O—矩陣:[00; 00]
[0036]I—矩陣:[10; 01]
[0037]2—矩陣:[I I; 10]
[0038]3—矩陣:[01; 11]
[0039]4—矩陣:[I I; 01]
[0040]5—矩陣:[01; 10]
[0041]6—矩陣:[10; 11]
[0042]該處理包括選擇7個(gè)二進(jìn)制矩陣，每個(gè)二進(jìn)制矩陣用從O到6的不同數(shù)字命名。對(duì)線性群來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中定義每個(gè)元素或二進(jìn)制矩陣的名稱。代碼字仍然是GF(4)中的符號(hào)序列。然而，奇偶校驗(yàn)矩陣呈線性群LG(2，2)形式。LG(2，2)中的每個(gè)項(xiàng)是定義成呈二進(jìn)制矩陣形式的b=h*a的GF (4)中的所有a，b的雙射映射GF (4) — GF (4)，其中h是線性群LG (2，2)的元素。
[0043]在圖1E-1H中重復(fù)圖1A-1D的例證校驗(yàn)子計(jì)算，其中代碼字C呈GF (4)形式，奇偶校驗(yàn)矩陣H呈線性群LG(2，2)形式。圖1E中以線性群LG(2，2)形式表示了奇偶校驗(yàn)矩陣120,以及以GF(4)形式表不了自頂向下向量代碼字C122。圖1F中表不了一個(gè)實(shí)施例中的代碼字C122的例證向量。
[0044]利用如上公開(kāi)的方矩陣，可以定義線性群。在其它實(shí)施例中，根據(jù)矩形矩陣定義線性群。在一些備選實(shí)施例中，線性群被定義成3X1矩陣，產(chǎn)生線性群LG(3，I)。在具有8個(gè)元素LG (3，I) = {O, 1,2, 3,4, 5,6, 7}的實(shí)施例中，這可獲得均如下用數(shù)字命名的8個(gè)矩陣:
[0045]O—矩陣:[000]’
[0046]I—矩陣:[100]’
[0047]2—矩陣:[010]’
[0048]3—矩陣:[110]’
[0049]4—矩陣:[001]’
[0050]5—矩陣:[101]’
[0051]6—矩陣:[011]’
[0052]7—矩陣:[111]’
[0053]從而，按照諸如(但不限于)上面的例證實(shí)施例的方式，定義可用其變換奇偶校驗(yàn)矩陣的線性群。首先，伽羅瓦域被推廣到具有方矩陣的線性，具有方矩陣的線性群被推廣到具有矩形矩陣的線性群。代碼字C仍然是GF(2) ( 二進(jìn)制伽羅瓦域)中的符號(hào)序列。然而，奇偶校驗(yàn)矩陣現(xiàn)在是呈LG(3，I)形式的矩形矩陣的線性群。LG(3，1)中的每個(gè)項(xiàng)是定義成呈二進(jìn)制矩陣形式的b=h*a的GF⑵中的a，GF⑶中的b的單射映射GF⑵一GF (8)，其中h是線性群LG(3，I)的元素，a是b的逆元。例如，H=3;0— [000]，;1 — [001]，;而[001]沒(méi)有逆元。如果二進(jìn)制數(shù)O或I被乘以線性群LG(3，I)中的元素，那么結(jié)果是3X1矩陣乘以二進(jìn)制數(shù)。如果結(jié)果為b，其中b=H*a，那么H是線性群LG (3，I)的元素，a是二進(jìn)制數(shù)。結(jié)果b是3X1 二進(jìn)制矩陣?？梢哉J(rèn)為a是b的逆元。GF(2P)中只有個(gè)符號(hào)具有逆元。換句話說(shuō)，當(dāng)在本實(shí)施例中，當(dāng)在GF(S)中運(yùn)算時(shí)，總是存在逆元，然而當(dāng)在線性群LG(3，I)中運(yùn)算時(shí)，并不總是存在逆元。當(dāng)不可獲得逆元時(shí)，混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器將使消息重新標(biāo)準(zhǔn)化，以獲得硬決策。
[0054]為了把非混合解碼器從伽羅瓦域形式推廣到具有線性群形式的混合解碼器，混合解碼器中的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)單元被修改，以把V2C消息從GF (2q)映射到GF (2P)。校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)單元在GF (2P)域中工作，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)單元結(jié)果(或者說(shuō)C2V消息)從GF (2P)逆映射到GF⑵)。對(duì)線性群LG(p，q) (p>q)來(lái)說(shuō)，進(jìn)行變量節(jié)點(diǎn)更新并且生成V2C消息的變量節(jié)點(diǎn)單元具有維度2%而生成C2V消息的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)單元具有維度2P。V2C和C2V消息具有伽羅瓦域GF(2q)中的大小2[1，而簡(jiǎn)化的基于最小和的解碼器中的Hiin1和min2消息具有伽羅瓦域GF(2P)中的大小2P-1。利用線性群，符號(hào)從變量節(jié)點(diǎn)單元映射成校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)單元的符號(hào)，雖然對(duì)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)單元中的一些符號(hào)來(lái)說(shuō)，在不進(jìn)行重新標(biāo)準(zhǔn)化的情況下，對(duì)變量節(jié)點(diǎn)單元來(lái)說(shuō)，不能找到對(duì)應(yīng)的符號(hào)。
[0055]V2C和C2V消息都是向量，都包括具有對(duì)數(shù)似然比率值的許多子消息，并且都具有伽羅瓦域GF(2O中的大小2^-1，雖然在混合解碼器中，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器或校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)單元中的Hiin1和min2消息被變換成伽羅瓦域GF (2P)中的大小2P_1。來(lái)自特定變量節(jié)點(diǎn)的每個(gè)V2C消息向量將包含與伽羅瓦域中的每個(gè)符號(hào)對(duì)應(yīng)的子消息，同時(shí)每個(gè)子消息給出該變量節(jié)點(diǎn)包含特定符號(hào)的似然。例如，假定具有2^個(gè)元素的伽羅瓦域GF (2》，V2C和C2V消息將包括表示該域中的每個(gè)符號(hào)的似然的至少2^個(gè)子消息。對(duì)于最可能符號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)化最小和解碼中的消息標(biāo)準(zhǔn)化。從而，V2C和C2V向量格式包括兩個(gè)部分，即，最可能符號(hào)的標(biāo)識(shí)和其它2q-l個(gè)符號(hào)的對(duì)數(shù)似然比，因?yàn)樵跇?biāo)準(zhǔn)化之后，最可能符號(hào)具有等于O的對(duì)數(shù)似然比。
[0056]通常，根據(jù)來(lái)自除目的地變量節(jié)點(diǎn)外的相依變量節(jié)點(diǎn)的前一輪V2C消息，從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)到變量節(jié)點(diǎn)的C2V向量消息包含對(duì)伽羅瓦域中的每個(gè)符號(hào)d來(lái)說(shuō)，所述目的地變量節(jié)點(diǎn)包含符號(hào)d的概率。在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)中用于生成給特定相鄰變量節(jié)點(diǎn)的C2V消息的來(lái)自相鄰變量節(jié)點(diǎn)的輸入被稱為外來(lái)輸入，包括來(lái)自除為其準(zhǔn)備C2V消息的特定相鄰變量節(jié)點(diǎn)外的所有相鄰變量節(jié)點(diǎn)的前一輪V2C消息，以便避免正反饋。校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)從而根據(jù)目的地變量節(jié)點(diǎn)，把一組不同的外來(lái)輸入用于每個(gè)消息，為每個(gè)相鄰變量節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備不同的C2V消息。
[0057]在這里公開(kāi)的基于最小和的解碼(也稱為簡(jiǎn)化的最小和解碼)中，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)根據(jù)來(lái)自相鄰變量節(jié)點(diǎn)的所有外來(lái)V2C消息，為伽羅瓦域中的每個(gè)非零符號(hào)d，計(jì)算最小子消息Iiiin1 (d) ,Iiiin1 (d)的索引idx (d),和次最小子消息min2 (d),或者說(shuō)Iiiin1 (d)除外的所有子消息中的最小值。換句話說(shuō)，從源于所有外來(lái)輸入的消息中收集關(guān)于特定符號(hào)d的子消息，并根據(jù)收集的關(guān)于符號(hào)d的子消息,計(jì)算Iiiin1 (d)、idx(d)和min2(d)。值Iiiin1 (d)是子消息中的最小值，idx(d)是Hiin1(Cl)的子消息索引，而min2(d)是其次的最小值或者次最小子消息，除Hiin1(Cl)外的所有子消息中的最小值。對(duì)具有215-1個(gè)符號(hào)的伽羅瓦域來(lái)說(shuō)，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)將計(jì)算關(guān)于域中除最可能符號(hào)外的ρ-l個(gè)非零符號(hào)每一個(gè)的Hiin1 (d)、idx (d)和min2 (d)子消息。Hiin1 (d)、idx (d)和min2 (d)值被保存在存儲(chǔ)器中,供計(jì)算C2V消息之用，從而與保存每個(gè)中間的前向和后向消息的傳統(tǒng)非二進(jìn)制校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器相比，需要小得多的存儲(chǔ)器。
[0058]參見(jiàn)圖2，圖中圖解說(shuō)明基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器200的方框圖。圖2圖解說(shuō)明變量節(jié)點(diǎn)處理器202和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器204之間的處理流程。如圖2中所示，可在單個(gè)變量節(jié)點(diǎn)處理器202和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器204中實(shí)現(xiàn)多個(gè)變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)。在其它實(shí)施例中，可以包括多個(gè)變量節(jié)點(diǎn)處理器和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器，例如，使變量節(jié)點(diǎn)處理器和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器的數(shù)目直接對(duì)應(yīng)于Tanner圖中的變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目?；谧钚『偷姆嵌M(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器200并不局限于任何特殊的拓?fù)?，可被修改，以滿足許多具體應(yīng)用的要求。根據(jù)這里提供的公開(kāi)內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到目前已知和未來(lái)可能開(kāi)發(fā)的適合于基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼的各種低密度奇偶校驗(yàn)電路。
[0059]基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器200被供給來(lái)自輸入通道206的對(duì)數(shù)似然比率值，所述對(duì)數(shù)似然比率值可被保存在對(duì)數(shù)似然比存儲(chǔ)器210中。如上所述，在其它實(shí)施例中，使用簡(jiǎn)單似然概率值，而不是對(duì)數(shù)似然比率值。所述值被提供給變量節(jié)點(diǎn)處理器202，變量節(jié)點(diǎn)處理器202根據(jù)來(lái)自輸入通道206的值和來(lái)自相鄰校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器(例如，204)的C2V消息向量，更新與變量節(jié)點(diǎn)處理器202對(duì)應(yīng)的符號(hào)的感知值。變量節(jié)點(diǎn)處理器202還生成給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器(例如，204)中的相鄰校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的V2C消息向量212。V2C消息向量212被提供給消息格式轉(zhuǎn)換器214，消息格式轉(zhuǎn)換器214把V2C消息向量212的格式轉(zhuǎn)換成由兩部分，即，最可能符號(hào)或硬決策，和相對(duì)于最可能符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化的其它符號(hào)的對(duì)數(shù)似然比組成的格式，從而產(chǎn)生呈第二種格式的標(biāo)準(zhǔn)化V2C消息向量216。標(biāo)準(zhǔn)化V2C消息向量216被提供給邊緣交織器220，邊緣交織器220在消息邊緣，使在邊界的消息無(wú)序，從而使噪聲隨機(jī)化，并破壞消息之間的相依性。交織的標(biāo)準(zhǔn)化V2C消息向量222被提供給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器204，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器204根據(jù)來(lái)自其它相鄰變量節(jié)點(diǎn)的外來(lái)V2C消息，生成給每個(gè)相鄰的變量節(jié)點(diǎn)處理器的C2V消息224。校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器204根據(jù)來(lái)自變量節(jié)點(diǎn)處理器202的外來(lái)V2C消息，利用基于最小和的算法，生成C2V消息224。校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器204還映射或變換V2C和C2V消息222,224,以致V2C和C2V消息222,224具有伽羅瓦域GF(2O中的大小2[1，盡管校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器204在GF(2P)域中進(jìn)行基于最小和的處理，其中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器204中的Hiin1和min2消息具有伽羅瓦域GF (2P)中的大小2P_1。
[0060]校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器204包括變換電路242，變換電路242變換來(lái)自伽羅瓦域GF (2q)的V2C消息222，產(chǎn)生GF(2P)域中的變換后的V2C消息244。變換后的V2C消息244被提供給最小值查找電路246，最小值查找電路246計(jì)算關(guān)于伽羅瓦域中的q個(gè)符號(hào)每一個(gè)的minjd)、idx(d)和min2(d)子消息250。選擇電路252從子消息250中選擇外來(lái)消息，以產(chǎn)生包含外來(lái)Hiin1 (d)、idx(d)和min2(d)消息的中間輸出消息A(d) 254。組合電路256組合中間輸出消息A(d) 254中的外來(lái)消息，從而產(chǎn)生C2V消息260。變換/重新標(biāo)準(zhǔn)化電路262把C2V消息260從GF(2P)域變換到其中可得到逆函數(shù)的GF (2q)域，并在其中不可獲得逆函數(shù)的GF(2q)域中，使C2V消息260重新標(biāo)準(zhǔn)化，從而產(chǎn)生GF(2q)域中的C2V消息224。這使其中在變量節(jié)點(diǎn)處理器202和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)204中，伽羅瓦域大小不同的混合運(yùn)算成為可能。
[0061]C2V消息224被提供給邊緣解交織器226，邊緣解交織器226倒轉(zhuǎn)邊緣交織器220的處理，隨后被提供給格式恢復(fù)電路230，格式恢復(fù)電路230倒轉(zhuǎn)消息格式轉(zhuǎn)換器214的處理，把消息向量從第二種標(biāo)準(zhǔn)化格式轉(zhuǎn)換成變量節(jié)點(diǎn)處理器202的第一種消息向量格式。作為結(jié)果的第一種格式C2V消息232被提供給變量節(jié)點(diǎn)處理器202，供更新變量節(jié)點(diǎn)中的感知對(duì)數(shù)似然比率值之用。在其它實(shí)施例中，變量節(jié)點(diǎn)處理器適合于直接使用第二種標(biāo)準(zhǔn)化格式的消息向量。在這些實(shí)施例中，省略了消息格式轉(zhuǎn)換器214和格式恢復(fù)電路230。
[0062]當(dāng)基于最小和的混合非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)解碼器200中的值收斂并且穩(wěn)定時(shí)，或者當(dāng)局部迭代的次數(shù)達(dá)到極限時(shí)，變量節(jié)點(diǎn)處理器202把總的對(duì)數(shù)似然比Sn (a) 234提供給判定電路236，從而根據(jù)總的對(duì)數(shù)似然比Sn(a)的argmina，生成硬決策240。
[0063]在變量節(jié)點(diǎn)處理器202中實(shí)現(xiàn)的變量節(jié)點(diǎn)，已知感知對(duì)數(shù)似然比率值L」(a)，感知對(duì)數(shù)似然比率值h (a)或者被保存在外部對(duì)數(shù)似然比存儲(chǔ)器210中，或者根據(jù)在輸入通道206的測(cè)量，即時(shí)計(jì)算它們。利用式1，計(jì)算感知對(duì)數(shù)似然比率值h(a):
[0064]Lj (a) = In Pr (Xj = Sj | channel) -1n Pr (Xj = a | channel) 式 I
[0065]其中Xj是基于來(lái)自所述通道的測(cè)量值a的代碼符號(hào)，Sj是關(guān)于第j個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算的代碼符號(hào)\的最可能的伽羅瓦域符號(hào)。
[0066]為了避免概率乘法和除法，使用對(duì)數(shù)概率或?qū)?shù)似然比(LLR)，以致伽羅瓦域中的每個(gè)元素具有它自己的值。變量節(jié)點(diǎn)處理器202計(jì)算C2V消息向量中的每個(gè)元素的所有輸入C2V消息向量R’ i,」=[R’ “(Ο)...R’ ^j(Q-1)]的對(duì)數(shù)似然比率值之和。變量節(jié)點(diǎn)處理器202隨后通過(guò)從對(duì)數(shù)似然比率和中減去來(lái)自校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的對(duì)數(shù)似然比率值，并用Iii, j置換按照有限域乘法的向量項(xiàng)，產(chǎn)生給每個(gè)相鄰校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的V2C消息向量212Q' ,,j = [Q’
j (O)...Q’ (q-1)]。這里，把利用q個(gè)對(duì)數(shù)似然比率值形成的這種向量格式稱為第一種格式或格式I。按照式2和3，在變量節(jié)點(diǎn)處理器202中計(jì)算V2C消息向量212:

【權(quán)利要求】
1.一種用于解碼數(shù)據(jù)的設(shè)備，包括: 變量節(jié)點(diǎn)處理器，其中變量節(jié)點(diǎn)處理器可操作地生成變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息，并根據(jù)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)-變量節(jié)點(diǎn)消息計(jì)算感知值；和 校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器，其中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器可操作地生成校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)-變量節(jié)點(diǎn)消息，并根據(jù)變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息計(jì)算校驗(yàn)和，其中變量節(jié)點(diǎn)處理器和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器包含不同的伽羅瓦域。
2.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)解碼器。
3.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器包括: 最小值和次最小值查找電路，可操作地處理多個(gè)變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息中的每一個(gè)中的多個(gè)子消息；和 選擇和組合電路，可操作地組合最小值和次最小值查找電路的輸出以生成校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)-變量節(jié)點(diǎn)消息。
4.按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)-變量節(jié)點(diǎn)消息在所述不同的伽羅瓦域中的第一個(gè)伽羅瓦域中，并且其中最小值和次最小值查找電路及選擇和組合電路在所述不同的伽羅瓦域中的第二個(gè)伽羅瓦域中。
5.按照權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中第二個(gè)伽羅瓦域大于第一個(gè)伽羅瓦域。
6.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括可操作地把變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息從所述不同的伽羅瓦域中的第一個(gè)伽羅瓦域變換到第二個(gè)伽羅瓦域的域變換電路。
7.按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中域變換電路可操作地利用至少一個(gè)線性群來(lái)變換變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息。
8.按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中域變換電路可操作地利用使用線性群的兩個(gè)運(yùn)算來(lái)變換變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息。
9.按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中域變換電路可操作地通過(guò)在線性群中定義奇偶校驗(yàn)矩陣，并在奇偶校驗(yàn)矩陣元素和線性群成員之間進(jìn)行映射，來(lái)變換變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息。
10.按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中域變換電路可操作地至少部分地通過(guò)把包含所述伽羅瓦域中的第一個(gè)伽羅瓦域的元素的代碼字轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制映像代碼字，并利用二進(jìn)制映像代碼字和奇偶校驗(yàn)矩陣的二進(jìn)制映像進(jìn)行校驗(yàn)子計(jì)算，來(lái)變換變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消肩、O
11.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包含在存儲(chǔ)裝置中。
12.按照權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述存儲(chǔ)裝置包括: 保持?jǐn)?shù)據(jù)集的存儲(chǔ)介質(zhì)；和 可操作地感測(cè)存儲(chǔ)介質(zhì)上的數(shù)據(jù)集和提供對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)集的模擬輸出的讀/寫(xiě)頭組件，其中變量節(jié)點(diǎn)處理器可操作地接收得自所述模擬輸出的信號(hào)。
13.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包含在數(shù)據(jù)傳輸裝置中。
14.一種用于解碼非二進(jìn)制低密度奇偶校驗(yàn)編碼數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括: 至少部分地根據(jù)多個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)-變量節(jié)點(diǎn)消息向量，在變量節(jié)點(diǎn)處理器中生成變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息向量，變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息向量和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)-變量節(jié)點(diǎn)消息向量包含第一個(gè)伽羅瓦域的元素； 把變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息向量從第一個(gè)伽羅瓦域變換到第二個(gè)伽羅瓦域，其中第二個(gè)伽羅瓦域大于第一個(gè)伽羅瓦域； 至少部分地根據(jù)第二個(gè)伽羅瓦域中的多個(gè)變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息向量，在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器中計(jì)算校驗(yàn)和及硬決策； 根據(jù)所述多個(gè)變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息向量，在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器中計(jì)算最小值、最小值的索引和次最小值；和 通過(guò)組合最小值、最小值的索引和次最小值，在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器中生成校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)-變量節(jié)點(diǎn)消息向量，其中利用第一個(gè)伽羅瓦域的元素生成所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)-變量節(jié)點(diǎn)消息向量。
15.按照權(quán)利要求14所述的方法，其中把變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息向量從第一個(gè)伽羅瓦域變換到第二個(gè)伽羅瓦域包括利用至少一個(gè)線性群映射第一個(gè)伽羅瓦域的元素。
16.按照權(quán)利要求15所述的方法，其中把變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息向量從第一個(gè)伽羅瓦域變換到第二個(gè)伽羅瓦域包括利用一系列的線性群進(jìn)行從第一個(gè)伽羅瓦域的元素的多個(gè)映射。
17.按照權(quán)利要求14所述的方法，其中把變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息向量從第一個(gè)伽羅瓦域變換到第二個(gè)伽羅瓦域包括在線性群中定義奇偶校驗(yàn)矩陣，并在奇偶校驗(yàn)矩陣元素和線性群成員之間進(jìn)行映 射。
18.按照權(quán)利要求14所述的方法，其中把變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息向量從第一個(gè)伽羅瓦域變換到第二個(gè)伽羅瓦域包括把包含第一個(gè)伽羅瓦域的元素的代碼字轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制映像代碼字，并利用二進(jìn)制映像代碼字和奇偶校驗(yàn)矩陣的二進(jìn)制映像進(jìn)行校驗(yàn)子計(jì)算。
19.一種數(shù)據(jù)解碼電路，所述電路包括: 變量節(jié)點(diǎn)處理器，其中變量節(jié)點(diǎn)處理器可操作地生成變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息向量，并根據(jù)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)-變量節(jié)點(diǎn)消息向量計(jì)算感知值，其中感知值可以取來(lái)自第一個(gè)伽羅瓦域的元素的多個(gè)值的任意之一；和 校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器，其中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器可操作地生成校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)-變量節(jié)點(diǎn)消息向量，并根據(jù)變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息向量計(jì)算校驗(yàn)和，其中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器基本上使用比第一個(gè)伽羅瓦域大的第二個(gè)伽羅瓦域來(lái)操作，其中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器可操作地在第一個(gè)伽羅瓦域和第二個(gè)伽羅瓦域之間變換消息。
20.按照權(quán)利要求19所述的數(shù)據(jù)解碼電路，其中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理器包括: 可操作地處理多個(gè)變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息向量中的每一個(gè)中的多個(gè)子消息的最小值和次最小值查找電路，其中最小值和次最小值查找電路可操作地從多個(gè)變量節(jié)點(diǎn)-校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息向量中的每一個(gè)中，識(shí)別對(duì)于第一個(gè)伽羅瓦域的各個(gè)元素的最小對(duì)數(shù)似然比、最小對(duì)數(shù)似然比的索引和次最小對(duì)數(shù)似然比，其中最小值和次最小值查找電路在第二個(gè)伽羅瓦域的范圍內(nèi)操作；和 可操作地組合最小值和次最小值查找電路的輸出，以在第一個(gè)伽羅瓦域的范圍內(nèi)生成校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)-變量節(jié)點(diǎn)消息向量的選擇和組合電路。
【文檔編號(hào)】H03M13/11GK104052496SQ201410016515
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】王仲立, 李宗旺, 李書(shū), 張帆, 楊少華 申請(qǐng)人:Lsi公司