可操作地将LDPC编码信号解码的解码器制造技术

将ＬＤＰＣ（低密度奇偶校验）解码和在二分图的两侧使用乘法（或者对数域加法）的图。阐述了将ＬＤＰＣ编码信号解码的新方法，通过该方法，可以仅仅使用乘法（或者对数域加法）更新边缘消息。通过在更新边缘消息时适当修改需要执行的不同计算，可以将计算减少到仅仅执行项函数的乘积。当在可操作性地将ＬＤＰＣ编码信号解码的通信设备内部用硬件实现这种功能性时，这种处理复杂性的降低也大大降低了实际硬件的复杂性。可以显著节约处理资源、存储器、存储器管理关系以及其它性能驱动参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信系统，更具体地说，本专利技术涉及对这种通信系统内的信号的解码。
技术介绍
数据通信系统已经持续发展了许多年。近来引起重要兴趣的这种类型的通信系统是采用Turbo的通信系统。另一种引起兴趣的通信系统是采用LDPC(Low Density Parity Check，低密度奇偶校验)码的通信系统。这些开发领域中的主要方针是降低通信系统内的差错基底。理想的目标是努力达到通信信道中的香农极限。可以将香农极限看成具有特定SNR(信号噪声比)的通信信道中使用的数据速率，该数据速率通过通信信道获得无差错传输。换言之，香农极限是给定调制及编码率的信道容量的理论界限。LDPC码已经被证明可提供很好的解码性能，在一些情况下，该解码性能可以达到香农极限。例如，一些LDPC解码器已被证明来自理论香农极限的0.3dB(分贝)的范围内。虽然已经使用长度为1百万的不规则LDPC码获得了这种示例，然而，该示例示出了通信系统内LDPC码的很有前景的应用。通过产生包括符号的信号来执行典型的LDPC编码调制信号的编码，每一个符号都具有公共编码率，并将每一个符号匹配到单一调制。也就是说，这种LDPC编码调制信号的所有符号具有相同的编码率及相同的调制(具有单一匹配的相同组)。经常地，实现这种现有技术编码设计以使特定设计的硬件和处理效率最大化，使用这种特定设计来为其中产生的所有符号产生LDPC编码调制信号，该信号具有单个编码率及单个调制。关于这种LDPC编码调制信号的解码，最通常的是基于给定LDPC的二分图来执行解码，以使该二分图包括位节点和校验节点。与接收符号相关联的I、Q(同相、正交)值与符号节点相关联，并且该符号节点和对应的位节点相关联。然后为对应符号的各个比特计算位度量，并且将这些比特矩阵度量提供给给定LDPC码的二分图的位节点。在LDPC编码信号的反复解码期间，计算、适当更新并在位节点和校验节点之间来回地传送与边缘(例如边缘消息)对应的边缘信息，该边缘使位节点和校验节点互相连接。执行这种LDPC编码信号的比特位解码的一种普遍方法是使用现有技术关于运用所谓和积算法(SPA)的图形码的后验概率(APP)解码方法。以下描述这种现有技术SPA编码方法。R.Gallager，低密度奇偶校验节点，Cambridge，MAMIT Press，1963。M.Lugy，M.Mitzenmacher，A.Shokrollahi，D.Spielman以及V.Stemann，“实际损耗弹性码”IEEE Trans.Inform.Theory，第47卷，第569-584页，2001年2月。D.J.C MacKay，“基于非常稀少的度量的良好差错校验节点”，IEEETrans.Inform.Theory，第45卷，第399-431页，1999年3月。G.D.Forney，“图形编码一般实现”，IEEE Trans.Inform.Theory，第47卷，第520-548页，2001年2月。使用现有技术SPA方法将LDPC编码信号解码，使用从位节点获得的估计的和与积来估计校验节点。和与积项的结合是现有技术方法通常称为SPA方法(例如和与积)的原因。在这种将LDPC编码信号比特解码的最通常的现有技术SPA方法中，该方法通过计算LDPC图形码的APP来工作。这包括使用多个不同的项函数和(例如∑)，然后使用项函数的积(例如∏)将这些各个项函数和中的每一个相乘。在每一条边缘消息更新重复期间，执行项函数的和与执行项函数的积的结合在计算上是特别精确的。当实现这种方法来将LDPC编码信号解码时，就处理资源、存储器、存储器管理等方面而言，需要支持并执行这种项函数和与项函数积的结合的硬件是昂贵的。在下文中，简要介绍将LDPC编码信号解码的这种SPA方法。用metrici(a)＝Pr(yi|vi＝a)定义位节点的度量。为了发起解码过程，定义bite0(a)=metricb(e)(a).]]>然后执行校验节点估计和位节点估计如下1.校验估计对于每个边缘计算checken(a)=Pr(cc(e)=0|vb(e)=a,y)=Σu∈Ue(a)Π∫∈Ec(c(e))\{e}bite′n-1(ub(f));---(EQ1)]]>其中Ue(a)={ut∈{0,1},(t,c(e)∈Ec(e))\{e}|Σtut=a}.]]>2.位估计对于每个边缘e计算biten(a)=Pr(vb(e)=a|cc(e′)=0,f∈Ev(b(e))\{e},y)]]>biten(a)=metricb(e)(a)Πf∈Ev(b(e))\{\e}checkfn(a)---(EQ2)]]>第n个迭代上的估计如下P(n)(bi=a|y)=metrici(a)Πe∈Eb(i)checken(a).]]>在通信系统的图形码的应用中，实际上经常在对数域(例如对数域)中实现解码操作。可以使用加法在对数域中实现乘法，并且可以使用减法在对数域中实现除法。因此，当使用SPA方法将LDPC编码信号解码时，必须执行若干值的和的对数。当在对数域中实现若干值的和的计算处理时，该计算处理可能显著增加硬件(采用该硬件实现执行上述SPA方法的解码器)的复杂性。可明显地看出的，本技术中存在对于提供一种新的装置的需求，通过该装置，可以将计算不精确的LDPC编码信号解码。同样，可以潜在地用硬件更加简单地实现计算上不精确的方法。如果可以获得计算上不精确的方法，那么实现这种方法的设备可以提供许多可测操作参数的很大程度的节省，这些可测操作参数包括处理资源、存储器及存储器管理关系等。
技术实现思路
可以在任意数量的设备中获知本专利技术的各个方面，该设备以这样一种方式对LDPC(低密度奇偶校验)编码信号执行解码，即对关于LDPC二分图的两侧的边缘消息使用乘法(或对数域加法)执行更新。那就是说，可以利用仅仅使用乘法(或对数域加法)来更新关于校验节点的边缘消息和关于位节点的边缘消息。例如，可以在解码器中获知本专利技术的诸方面，该解码器可以操作性地执行LDPC编码信号的解码。在一个实施例中，这样一种解码器包括m比特位符号度量计算机功能块、符号节点计算器功能块、位节点计算器功能块、校验节点运算符功能块。m比特位符号度量计算机功能块可以操作性地计算多个m比特位符号度量，该m比特位度量对应于LDPC编码信号(其中符号有m比特位)的符号。符号节点计算器功能块可以操作性地计算使用多个m比特位符号度量的多个位度量。位节点计算器功能块可以操作性地将关于使用多个m比特位符号度量的多个位节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息初始化。校验节点算符功能块可以通过计算项函数(其中诸项包含关于多个位节点的多条边缘消息内的每一条对应的边缘消息)的乘积操作性地计算关于多个校验节点的多条边缘消息内的每一条边缘消息。位节点计算器功能块可以操作性地更新在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种解码器，其特征在于，其操作性地将ＬＤＰＣ（低密度奇偶校验）编码信号解码，所述解码器包括：ｍ比特位符号度量计算器功能块，其操作性地计算对应于ＬＤＰＣ编码信号符号的多个ｍ比特位符号度量，其中所述符号具有ｍ个比特位；符号节点计 算器功能块，其使用所述多个ｍ比特位符号度量来操作性地计算多个位度量；位节点计算器功能块，其使用所述多个ｍ比特位符号度量来操作性地将关于多个位节点的多条边缘消息的每条边缘消息初始化；校验节点算符功能块，其通过计算项函数乘积来操 作性地计算关于多个校验节点的多条边缘消息的每条边缘消息，其中这些项包括关于所述多个位节点的所述多条边缘消息内的每条对应的边缘消息；其中所述位节点计算器功能块使用关于所述多个校验节点的所述计算的多条边缘消息的每条边缘消息来操作性地将关 于所述多个位节点的所述多条边缘消息内的每条边缘消息更新；其中所述位节点计算器功能块和所述校验节点算符功能块共同操作性地执行迭代解码处理，从而分别将关于所述多个位节点的所述多条边缘消息以及关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息更新；及 其中关于所述多个位节点的所述多条边缘消息和关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息对应于在ＬＤＰＣ二分图内将多个位节点通信地连接到多个校验节点的多个边缘，该ＬＤＰＣ二分图对应于ＬＤＰＣ码，通过所述ＬＤＰＣ码产生所述ＬＤＰＣ编码信号。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：巴中申，豪西恩特，凯利布赖恩卡梅伦，
申请(专利权)人：美国博通公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]