使用多校验节点算法的纠错解码器制造技术

在一个实施例中，一种ＬＤＰＣ解码器具有控制器和一个或更多个校验节点单元（ＣＮＵ）。ＣＮＵ使用缩放最小和算法、偏移最小和算法、或缩放和偏移最小和算法来生成校验节点消息。在最初时，控制器选择缩放因子和偏移值。对于无缩放，缩放因子可被设定为１，并且对于无偏移，偏移值可被设定为０。如果解码器未能正确地对码字解码，则（ｉ）控制器选择新的缩放因子和／或偏移值，以及（ｉｉ）解码器尝试使用新的缩放和偏移值来对码字正确解码。通过改变缩放因子和／或偏移值，较之仅使用固定的缩放因子或没有缩放因子或者仅使用固定的偏移因子或没有偏移因子的ＬＤＰＣ解码器，本发明专利技术的ＬＤＰＣ解码器能够改进错误平层特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及信号处理，并具体地，涉及诸如低密度奇偶校验(LDPC)编码和解码的 纠错编码和解码技术。
技术介绍
在对码字解码时，低密度奇偶校验(LDPC)解码器可能遇到一个或更多个陷阱集 (trapping set)，其阻碍解码器正确地对码字解码。陷阱集表示LDPC码的Tarmer图中的 子图，由于陷阱集可迫使解码器收敛于不正确的结果，因此陷阱集典型地对LDPC码的错误 平层(error-floor)特性有强烈的影响。为了改进错误平层特性，LDPC解码器可以使用不 同的技术打破主陷阱集(即典型地对错误平层特性有最显著的影响的陷阱集)。这些主陷 阱集基于诸如解码器字符表(decoderalphabet)、解码器算法、解码器校验节点单元更新、 信道条件和信号条件等解码器的操作条件而广泛地变化。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术是一种用于对纠错(EC)编码的码字解码以恢复正确码 字的方法。该方法选择缩放因子和偏移值，以及从上游处理器接收初始值的初始集合。初 始值的初始集合对应于EC编码的码字，并且初始集合中的每个初始值对应于EC编码的码 字的不同比特。基于初始值的初始集合生成第一消息集合，以及基于缩放因子和偏移值将 第一消息集合转换为经缩放和偏移的消息。在另一实施例中，本专利技术是一种用于执行上述方法的装置。该装置包括纠错(EC) 解码器，用于对EC编码的码字解码以恢复正确码字。解码器生成第一消息集合，并包括 (i) 一个或更多个模块，适于基于缩放因子和偏移值将第一消息集合转换为经缩放和偏移 的消息，以及(ii)控制器，适于选择缩放因子和偏移值。附图说明通过以下详细描述、所附权利要求和附图，本专利技术的其他方面、特征和优点将变得 更加明显，在附图中相同的附图标记表示相似或相同的要素。图1示出了可用于实现正则的、准循环(quasi-cyclic，QC)低密度奇偶校验 (LDPC)码的奇偶校验H矩阵的一个实现方案；图2示出了根据本专利技术的一个实施例的LDPC解码器的简化框图，该解码器可用于 对使用H矩阵(诸如图1的H矩阵)编码的信号进行解码；以及图3示出了校验节点单元(CNU)的一个实现方案的简化框图，该校验节点单元可 用于实现图2的LDPC解码器的每个CNU。 具体实施例方式此处提到“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性 可包括在本专利技术的至少一个实施例中。在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”并 不必然都意指同一实施例，分立的或替选的实施例也并不必然互相排斥其他的实施例。这 同样适用于术语“实现方案”。通过改变LDPC解码器使用的校验节点算法可以改进LDPC解码器的错误平层特 性。典型地，使用特定的校验节点算法导致的陷阱集不同于使用其他校验节点算法导致的 陷阱集。因此，例如，可以通过使校验节点算法从偏移最小和(offset min-sum)算法改变 为缩放最小和(scaled min-sum)算法，获得不同的陷阱集。也可以通过改变偏移最小和算 法使用的偏移值，或者通过改变缩放最小和算法使用的缩放因子，获得不同的陷阱集。图1示出了可用于实现正则的、准循环(QC)低密度奇偶校验(LDPC)码的奇偶校 验矩阵100的一个实现方案。奇偶校验矩阵100通常被称为H矩阵，包括40个循环矩阵(CirCulant)Bj, k，它们被排列为r = 4个循环矩阵行(即，块行)，其中j = 1.....r，和c=10个循环矩阵列(即，块列)，其中k= 1.....C。循环矩阵是子矩阵，该子矩阵是单位矩阵或者是通过对单位矩阵循环移位而获得的，并且准循环LDPC码是其中所有子矩阵均 为循环矩阵的LDPC码。在H矩阵100中，每个循环矩阵Bjik是ρXp的子矩阵，其可以通过 对单个pXp单位矩阵循环移位而获得。出于这里讨论的目的，假设P = 72，从而使H矩阵 100具有总共PXr = 72X4 = 288个行以及总共pXc = 72X 10 = 720个列。由于每个 循环矩阵B^t是单位矩阵的置换，因此循环矩阵中的每个列的汉明权重(S卩，具有值1的元 的数目)以及循环矩阵中的每个行的汉明权重均等于1。因此，H矩阵100的每个行的总 汉明权重K等于IXc = 1X10 = 10，并且H矩阵100的每个列的总汉明权重W。等于1 Xr =1X4 = 4。η矩阵100的288个行中的每个行对应于第m个校验节点，其中m的范围是0.....287，并且H矩阵100的720个列中的每个列对应于第η个变量节点(也被称为比特节点)，其中η的范围是0.....719。再者，每个校验节点连接到如行中的1所表示的^ =10个变量节点，并且每个变量节点连接到如列中的1表示的W。= 4个校验节点。由于H矩 阵100的所有行具有相同的汉明权重W,并且H矩阵100的所有列具有相同的汉明权重W。， 因此H矩阵100可被描述为正则LDPC码。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的LDPC解码器200的简化框图，该解码器可 用于对使用H矩阵(诸如图1的H矩阵100)编码的码字进行解码。对于接收到的每个码 字，LDPC解码器200 (i)从可以执行例如射频处理、模数转换、均衡、诸如Viterbi检测的信 道检测、或适于生成软输出值的其他处理的上游处理器接收720个软值(例如，对数似然比 (LLR))Ln(°)，并且(ii)将这些软值Ln(°)存储在软值存储器202中。上游处理器执行的处理可以取决于其中实现LDPC解码器200的特定应用。每个软值1^(°)对应于码字的一个比特， 并且使用消息传递算法迭代地对每个码字解码。对于这里的讨论，假设每个软值Ln(°)具有 五个比特，包括一个硬判决比特和四比特的置信值。通常，LDPC解码器200使用块串行消息传递方案(block-serialmessage-passing schedule)对720个软值Ln(°)(即，消息)解码。使用以下更新消息(i) 288个校验节点单 元(CNU) 210，其中每个CNU210执行关于H矩阵100的一个行(即，第m个校验节点)的校 验节点更新，和(ii)72个五比特的变量节点单元(VNU) 204，其中每个VNU 204执行关于H 矩阵100的十个列(即，第η个变量节点)的变量节点更新。CNU 210(0).....210(287) 一次一个块列地执行对于H矩阵100的288个行的校验节点(即，行)更新，从而执行对于第 一块列(即，循环矩阵B^B2il^“和^的校验节点更新，随后执行对于第二块列(即， 循环矩阵Β1>2、B2,2、B3,2和B4,2)的校验节点更新，随后执行对于第三块列(即，循环矩阵B1,3、B2,3、B3,jPB4,3)的校验节点更新，以此类推。然后VNU 204(0).....204(71) 一次一个块列地执行对于H矩阵100的720个列的变量节点(即，列)更新，从而执行对于第一块列 (即，循环矩阵B1,ρ B2,ρ B3a和B4J的变量节点更新，随后执行对于第二块列(即，循环矩 阵B1>2、B2,2、B3,2和B4,2)的变量节点更新，随后执行对于第三块列(即，循环矩阵B1,3、B2,3、 B3,3和B4,3)的变量节点更新，以此类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括用于对纠错（ＥＣ）编码的码字解码以恢复正确码字的ＥＣ解码器，其中：所述解码器适于基于上游处理器所生成的初始值的初始集合生成第一消息集合，其中：所述初始集合对应于所述ＥＣ编码的码字；以及所述初始集合中的每个初始值对应于所述ＥＣ编码的码字的不同比特；以及所述解码器包括：一个或更多个模块，其适于基于缩放因子和偏移值将所述第一消息集合转换为经缩放和偏移的消息；以及控制器，适于选择所述缩放因子和所述偏移值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-8-15 61/089,297一种装置，包括用于对纠错(EC)编码的码字解码以恢复正确码字的EC解码器，其中所述解码器适于基于上游处理器所生成的初始值的初始集合生成第一消息集合，其中所述初始集合对应于所述EC编码的码字；以及所述初始集合中的每个初始值对应于所述EC编码的码字的不同比特；以及所述解码器包括一个或更多个模块，其适于基于缩放因子和偏移值将所述第一消息集合转换为经缩放和偏移的消息；以及控制器，适于选择所述缩放因子和所述偏移值。2.如权利要求1所述的装置，其中所述EC解码器包括变量节点单元，其适于生成变量节点消息； 所述第一消息集合是所述变量节点消息；以及所述一个或更多个模块(例如，310)适于基于所述缩放因子和所述偏移值将所述变量 节点消息转换为经缩放和偏移的变量节点消息。3.如权利要求1所述的装置，其中所述EC解码器包括校验节点单元，其适于生成校验节点消息； 所述第一消息集合是所述校验节点消息；以及所述一个或更多个模块(例如，346)适于基于所述缩放因子和所述偏移值将所述校验 节点消息转换为经缩放和偏移的校验节点消息。4.如权利要求1所述的装置，其中 所述EC解码器实现最小和算法；所述EC解码器包括校验节点单元，其适于生成最小和算法的第一最小和第二最小幅 度值；所述第一消息集合是所述第一最小和第二最小幅度值；以及所述一个或更多个模块(例如，334)适于基于所述缩放因子和所述偏移值将所述第一 最小和第二最小幅度值转换为经缩放和偏移的第一最小和第二最小幅度值。5 如权利要求1所述的装置，其中所述控制器能够将所述缩放因子设定为1 ；以及 所述控制器能够将所述偏移值设定为0。6.如权利要求1所述的装置，其中，所述一个或更多个模块包括执行缩放和偏移的缩 放和偏移模块。7.如权利要求1所述的装置，其中所述解码器是低密度奇偶校验(LDPC)解码器；以及从所述上游处理器接收的所述值是具有硬判决比特和一个或更多个置信值比特的软 输出值。8.如权利要求1所述的装置，其中，所述控制器适于(i)选择初始缩放因子和初始偏 移值，以及(ii)随后修改所述初始缩放因子和所述初始偏移值中的至少一个。9.如权利要求8所述的装置，其中，在所述控制器确定在预定的解码迭代次数内所述EC解码器未收敛在正确的码字之后，所述控制器修改所述初始缩放因子和所述初始偏移值 中的至少一个。10.如权利要求8所述的装置，其中，所述控制器适于修改所述初始缩放因子和所述初 始偏移值。11.如权利要求8所述的装置，其中，所述控制器适于通过使所述初始缩放因子渐增指 定的缩放因子增量来修改所述初始缩放因子...

【专利技术属性】
技术研发人员：K关纳姆，
申请(专利权)人：LSI公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]