用于针对非二进制码的消息传递解码的基本校验节点处理的排序设备和方法技术

一种排序设备，该排序设备用于通过对辅助分量进行排序来确定在非二进制纠错码解码器中实现的基本校验节点处理器(3)中的基本校验节点分量。该辅助分量被存储在多个FIFO存储器(33

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于针对非二进制码的消息传递解码的基本校验节点处理的排序设备和方法


[0001]本专利技术总体上涉及数字通信，并且具体地涉及用于对使用纠错码编码的信号进行解码的方法和设备。

技术介绍

[0002]纠错码在若干数据处理和存储设备及系统中实现，以提供可靠且无错误的传输，以及允许在存在噪声和/或干扰的情况下可靠地存储数据。
[0003]其中使用纠错码的示例性应用包括例如在无线自组织网(例如，在Wi
‑
Fi
TM
802.11中标准化)、无线电通信系统(例如，3G、4G/LTE、5G等)、光学通信系统和数字视频广播(例如，DVB
‑
C2、DVB
‑
S2X和DVB
‑
T2中标准化)中的语音和多媒体传输。
[0004]纠错码可以被分类为两个种类：线性码和非线性码。与非线性纠错码相比，线性纠错码的实现方式复杂度低，因此特别有利。示例性线性纠错码包括卷积码和线性块码，例如，Hamming码、Reed
‑
Solomon码、Turbo码、极化码和低密度奇偶校验(LDPC)码。
[0005]LDPC码已经被证明是非常高效的码。特别地，非二进制LDPC码提供的传输速率被证明接近可以在传输信道上发送的最大信息量。非二进制LDPC码提供高频谱效率编码，并且性能优于二进制LDPC码。
[0006]给定线性纠错码的线性结构，可以在接收机设备中使用迭代消息传递算法来对使用(多个)线性纠错码编码的信号进行解码。/>[0007]消息传递算法使用用于解码数据的码的图形表示，其被称为“Tanner图”。Tanner图包括节点的两个集合，其分别被称为“变量节点”和“校验节点”。每个变量节点与码的奇偶校验矩阵的一列相关联。每个校验节点与奇偶校验矩阵的一行相关联，即，与奇偶校验等式相关联。变量节点和校验节点经由边缘(edge)连接。变量节点与校验节点之间的连接由奇偶校验矩阵的非零条目确定。
[0008]变量节点和校验节点形成处理单元。消息传递算法基于在校验节点处理单元与变量节点处理单元之间交换表示编码的数据的消息，该消息与用于编码数据的码的图形表示相关联。解码过程包括通过计算变量节点消息进行的变量节点更新、通过计算校验节点消息进行的校验节点更新以及码字决策制订。每个校验节点消息和变量节点消息包括一个或多个分量，这些分量包括符号以及与该符号相关联的可靠性度量。
[0009]针对非二进制码(例如，非二进制LDPC码)的示例性解码算法包括：
[0010]‑
例如在L.Barnault和D.Declercq的“Fast decoding algorithm for LDPC over GF(q)”(Proceedings of IEEE Information Theory Workshop，第70
‑
73页，2003年4月)中公开的“q
‑
aray和积(sum
‑
product)”算法；
[0011]‑
例如在V.Savin的“Min
‑
max decoding for non
‑
binary LDPC codes”(Proceedings of IEEE International Symposium on Information Theory，第960
‑
964页，2008年7月)中公开的“最小
‑
最大”算法；
[0012]‑
例如在D.Declercq和M.Fossorier的“Decoding algorithms for non
‑
binary LDPC codes over GF”(IEEE Transactions on Communications，vol.55，no.4，第633
‑
643页，2007年4月)中公开的“扩展最小和(EMS)”算法，以及
[0013]‑
例如在J.O.Lacruz、F.Garc
í
a
‑
Herrero、J.Valls和D.Declercq的“One Minimum Only Trellis Decoder for Non
‑
Binary Low
‑
Density Parity
‑
Check Codes”(IEEE Transactions on Circuits and Systems I:Regular Papers，vol.62，no.1，第177
‑
184页，2015年1月)和E.Li、F.Garc
í
a
‑
Herrero、D.Declercq、K.Gunnam、J.O.Lacruz和J.Valls的“Low latency T
‑
EMS decoder for non
‑
binary LDPC codes”(2013Asilomar Conference on Signals,Systems and Computers，Pacific Grove，CA，2013年，第831
‑
835页)中公开的“Trellis EMS解码器(T
‑
EMS”)。
[0014]EMS算法基于对数尺度计算，以通过将乘积运算转换为简单求和运算来降低计算复杂度。
[0015]EMS算法的最大复杂度是在校验节点处理单元处执行的计算。为了进一步减轻在校验节点处理单元处的计算复杂度和存储器要求，EMS算法还对变量节点消息和校验节点消息应用排序和截断操作。根据与给定消息(变量节点消息或校验节点消息)中包括的符号相关联的可靠性度量的次序来执行消息排序。执行消息截断以保留给定消息(变量节点消息或校验节点消息)中包括的预定义数量的最可靠的符号。
[0016]可以根据各种架构来执行在校验节点处理单元级别处对校验节点消息的计算。现有的校验节点架构包括在C.Marchand等人的“Extended
‑
Forward Architecture for Simplified Check Node Processing in NB
‑
LDPC Decoders”(SIPS，2017年，法国)中公开的“基于校验子的架构”、“向前
‑
向后架构”和被称为“扩展向前架构”的近期架构。
[0017]使用基于校验子的架构，校验节点处理单元通过执行两个步骤来计算校验节点消息。第一步骤专用于根据所有接收到的变量节点消息计算被称为“校验子”的值的集合。第二步骤的目的是根据计算出的校验子的集合来生成(多个)校验节点消息。因此，与要被递送到给定变量节点处理单元的每个校验节点消息相关联地执行去相关操作。去相关操作包括从计算出的校验子中消除先前从被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种排序设备，用于通过对辅助分量进行排序来确定在非二进制纠错码解码器中实现的基本校验节点处理器(3)中的基本校验节点分量，所述辅助分量被存储在多个FIFO存储器(33
‑
n)中，每个FIFO存储器(33
‑
n)被指派有FIFO编号索引，被存储在给定FIFO存储器(33
‑
n)中的每个辅助分量包括辅助符号、表示所述辅助符号的可靠性的辅助可靠性度量以及被指派给所述给定FIFO存储器(33
‑
n)的FIFO编号索引，所述排序设备包括顺序布置的多个复用器(34
‑
m)，所述复用器(34
‑
m)被配置为初始化候选基本校验节点分量的集合，每个候选基本校验节点分量是根据所述FIFO存储器(33
‑
n)中的一个被确定的，并且其对应于被存储在所述FIFO存储器(33
‑
n)中的所述辅助分量之中包括最可靠的辅助符号的辅助分量，根据所述辅助符号的所述辅助可靠性度量对所述候选基本校验节点分量进行排序，其中，每个复用器(34
‑
m)被配置为执行以下步骤的一次或多次迭代：
‑
接收从所述FIFO存储器(33
‑
n)中提取的包括所述最可靠的候选符号的辅助分量，所述FIFO存储器(33
‑
n)被指派有在先前迭代中确定出的所述候选基本校验节点分量中包括的所述FIFO编号索引；以及
‑
通过在接收到的辅助分量、由所述复用器(34
‑
m)在先前迭代中确定出的所述候选基本校验节点分量以及由后续复用器(34
‑
(m+1))在先前迭代中确定出的所述候选基本校验节点分量之中选择一个分量，来更新在先前迭代中确定出的所述候选基本校验节点分量；所述排序设备被配置为通过选择包括所述最可靠的候选符号的所述候选基本校验节点分量，在所述一次或多次迭代中的每次迭代中确定基本校验节点分量。2.根据权利要求1所述的排序设备，其中，所述基本校验节点处理器(3)被配置为接收从两个或更多个变量节点消息导出的第一消息和第二消息，所述基本校验节点处理器(3)包括计算单元(31)，所述计算单元(31)被配置为根据所述第一消息和所述第二消息确定所述辅助分量。3.根据权利要求2所述的排序设备，其中，所述第一消息包括第一给定数量的分量，并且所述第二消息包括第二给定数量的分量，所述第一消息和所述第二消息的每个分量包括符号和关联于所述符号的可靠性度量，所述计算单元(31)被配置为根据所述第一消息中包括的分量和所述第二消息中包括的分量来确定所述辅助分量之中的每个辅助分量，所述计算单元(31)被配置为：
‑
通过在所述非二进制纠错码的构造的代数结构上应用第一加法运算，来确定每个辅助分量中包括的所述辅助符号，所述第一加法运算被应用于所述第一消息的分量中包括的符号和所述第二消息的分量中包括的符号；
‑
通过在预定义的代数结构上应用第二加法运算来确定与每个辅助符号相关联的所述辅助可靠性度量，所述第二加法运算被应用于与所述第一消息的分量中包括的符号相关联的可靠性度量以及与所述第二消息的分量中包括的符号相关联的可靠性度量；根据所述辅助符号的递减的可靠性来对被存储在每个FIFO存储器(33
‑
n)中的所述辅助分量进行排序。4.根据权利要求3所述的排序设备，其中，在包括实数域、整数域和自然数域的组中选择所述预定义的代数结构。5.根据权利要求3所述的排序设备，其中，分量的所述第一给定数量和分量的所述第二给定数量相等。
6.根据权利要求3所述的排序设备，其中，分量的所述第一给定数量和分量的所述第二给定数量不同。7.根据权利要求1所述的排序设备，其中，所述基本校验节点处理器(3)在校验节点处理单元中实现，所述校验节点处理单元被配置为在多次消息交换迭代期间与在所述非二进制纠错码中实现的至少一个变量节点处理单元交换两个或更多个变量节点消息，所述基本校验节点处理器(3)被配置为取决于在包括以下各项的组中选择的至少一个参数来预先确定所述辅助分量的数量：所述消息交换迭代的次数、所述非二进制纠错码的构造的代数结构、信噪比、第一消息的分量的第一预定义数量或第二消息的分量的第二预定义数量中的一个或多个、以及所述基本校验节点处理器(3)在所述校验节点处理单元内的位置。8.根据权利要求1所述的排序设备，其中，候选基本校验节点分量包括候选符号和关联于所述候选符号的候选可靠性度量，每...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：南布列塔尼大学，
类型：发明
国别省市：