專利名稱：使用最小和原理的低密度奇偶校驗(yàn)碼的多閾消息傳遞解碼的制作方法
使用最小和原理的低密度奇偶校驗(yàn)碼的多閾消息傳遞解碼
背景技術(shù)：
通信環(huán)境一般涉及一群可發(fā)送/接收數(shù)據(jù)的互連的有線和/或無線 裝置，例如膝上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、服務(wù)器、傳真機(jī)、打印機(jī)等。 傳送裝置常常可將信息編碼，然后通過裝置之間提供的通信介質(zhì)來傳 輸經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)。接收裝置可執(zhí)行解碼、檢錯(cuò)和糾錯(cuò)以及此類其它操 作以便提取信息。


附圖中通過舉例方式而非限制來說明本文描述的本發(fā)明。為了簡(jiǎn) 單和清晰地進(jìn)行說明，附圖中所示的部件不一定按比例繪制。例如， 為了清晰起見，可能將一些部件的尺寸相對(duì)于其它部件放大。此外， 在認(rèn)為適合的情況下，附圖標(biāo)記可以在附圖中重復(fù)使用以指示對(duì)應(yīng)或 相似的部件。
圖1圖示包括收發(fā)器100和通信信道150的通信系統(tǒng)的一實(shí)施例。
圖2圖示圖1所示的解碼器的操作的一實(shí)施例。
圖3A圖示基于關(guān)聯(lián)處理操作的處理部件(PE)的一實(shí)施例。
圖3B圖示包括圖3A的一個(gè)或多個(gè)PE的宏的一實(shí)施例。
圖4圖示包4舌圖3B的一個(gè)或多個(gè)宏的解碼器的一實(shí)施例。
圖5說明圖4的解碼器的行的一實(shí)施例。
圖6說明圖5所說明的行的操作。
圖7說明圖4的解碼器的列的一實(shí)施例。
圖8圖示包括圖1的收發(fā)器100的系統(tǒng)的一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
下文描述說明低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)解碼器。在下文描述中， 提出許多具體細(xì)節(jié)、諸如邏輯實(shí)現(xiàn)、資源分區(qū)/共享/復(fù)制的實(shí)現(xiàn)、系 統(tǒng)組件的類型和相互關(guān)系以及邏輯分區(qū)/集成選擇來提供對(duì)本發(fā)明的 充分理解。但是本領(lǐng)域的^R術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，在沒有這些具體細(xì)節(jié)的 情況下，仍可以實(shí)施本發(fā)明。在其它實(shí)例中，沒有對(duì)控制結(jié)構(gòu)、門級(jí) 電路和完整的軟件指令序列進(jìn)行詳細(xì)描述，以免妨礙對(duì)本發(fā)明的理 解。本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過本文包含的描述將能夠不通過過多的實(shí)驗(yàn) 即可實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)墓δ堋?br> 說明書中對(duì)"一個(gè)實(shí)施例"、"一實(shí)施例"、"示范實(shí)施例"等的引 述表明，所描述的實(shí)施例可以包括特定特征、結(jié)構(gòu)或特性，但是并非 每個(gè)實(shí)施例都必需包含所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。而且，此類短語 不一定指同一個(gè)實(shí)施例。此外，當(dāng)結(jié)合一實(shí)施例來描述特定特征、結(jié) 構(gòu)或特性時(shí)，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為結(jié)合無論是否明確描述的其它實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)此 類特征、結(jié)構(gòu)或特性屬于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)知的。
本發(fā)明的實(shí)施例可以采用石更件、固件、軟件或它們的任何結(jié)合來 實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的實(shí)施例還可以作為存儲(chǔ)在機(jī)器可讀介質(zhì)上的指令來實(shí) 現(xiàn)，這些指令可以被一個(gè)或多個(gè)處理器讀取并執(zhí)行。機(jī)器可讀介質(zhì)可 以包括用于以機(jī)器(例如計(jì)算裝置)可讀形式存儲(chǔ)或傳送信息的任何 機(jī)構(gòu)。例如，機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括只讀存儲(chǔ)器(ROM);隨機(jī)存取 存儲(chǔ)器(RAM);磁盤存儲(chǔ)介質(zhì)；光存儲(chǔ)介質(zhì)；閃速存儲(chǔ)器裝置；電、 光、聲音或其它形式的傳播信號(hào)(例如，載波、紅外線信號(hào)、數(shù)字信 號(hào)等)以及其它介質(zhì)。而且，在本文中可能將固件、軟件、例程、指 令描述為執(zhí)行某些動(dòng)作。但是，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到此類描述僅出于方便的目 的，并且此類動(dòng)作實(shí)際是由計(jì)算裝置、處理器、控制器或其它裝置執(zhí) 行固件、軟件、例程、指令等所產(chǎn)生的。
圖1中圖示了通信系統(tǒng)一部分的一實(shí)施例。通信系統(tǒng)的一部分可 以包括收發(fā)器100和通信介質(zhì)150。收發(fā)器100可以通過通信介質(zhì)150來發(fā)送和接收信號(hào)。通信介質(zhì)150可以表示諸如同軸電纜、光纖的有 線介質(zhì)和無線介質(zhì)?？梢栽诶缇W(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC )、物理層裝置(PHY) 和此類其它裝置中使用收發(fā)器100。在一個(gè)實(shí)施例中，收發(fā)器100可 以包括發(fā)射器120和接收器130。
發(fā)射器120可以接收數(shù)據(jù)位流或信息位，并處理該數(shù)據(jù)位流以生 成信號(hào)或符號(hào)或碼字，然后在通信介質(zhì)150上傳送該信號(hào)。在一個(gè)實(shí) 施例中，發(fā)射器120可以使用諸如成幀、加擾、編碼和映射等技術(shù)來 處理數(shù)據(jù)位流。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射器120可以使用低密度奇偶校 驗(yàn)(LDPC)碼來對(duì)數(shù)據(jù)位流編石馬。發(fā)射器120可以使用脈沖振幅調(diào) 制(PAM)、 二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)和此類其它調(diào)制技術(shù)來調(diào)制位 流。
接收器130可以根據(jù)接收到的信號(hào)生成數(shù)據(jù)位，然后將數(shù)據(jù)位發(fā) 送到例如交換機(jī)、路由器或配置成接收數(shù)據(jù)位的任何裝置以進(jìn)行進(jìn)一 步處理。在一個(gè)實(shí)施例中，接收器130可以使用諸如解調(diào)和解碼等技 術(shù)來處理碼字。在一個(gè)實(shí)施例中，接收器130可以使用LDPC碼和迭 代解碼技術(shù)來對(duì)碼字進(jìn)行解碼。
接收器30的一實(shí)施例可以包括解調(diào)器140和解碼器180。在一個(gè) 實(shí)施例中，解調(diào)器140可以基于4矣收到的符號(hào)或碼字生成軟決策值， 并將所述軟決策值提供給解碼器180。在一個(gè)實(shí)施例中，軟決策可以 表示某個(gè)位可表示1或0的可能性?？梢栽诟鶕?jù)接收到的碼字確定該 位的值時(shí)將軟決策值納入考慮。在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器140可以使 用與接收到的碼字的置信度和通信介質(zhì)150的性質(zhì)(例如信噪比 (SNR))相關(guān)的信息來生成軟決策值。
在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180可以通過基于例如多閾決策方案將 碼字解碼來生成數(shù)據(jù)位。解碼器180可以基于LDPC編碼技術(shù)來執(zhí)行 迭代解碼。在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180可以執(zhí)行迭代解碼直到根據(jù) 碼字生成期望的數(shù)據(jù)流為止或直到完成了等于log2n的迭代次數(shù)為止， 其中n是碼字的碼長(zhǎng)度。在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180可以基于軟決策值來接收生成初始 可靠性值和初始硬決策值。在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180還可以接收 初始閾值(Ti)，解碼器180可以使用LDPC奇偶校驗(yàn)矩陣(H)、初 始可靠性值(Ri)和初始硬決策值(Xi)來對(duì)碼字進(jìn)行解碼。解碼器 180可以從Ri、 Xi和Ti的初始值開始迭代地計(jì)算奇偶校驗(yàn)值，并且 可以生成新的硬決策矢量。如果新的硬決策矢量表示期望的數(shù)據(jù)流， 則解碼器180可以終止迭代，或解碼器180可以在確定重傳的請(qǐng)求之 前執(zhí)行預(yù)定次數(shù)的迭代。
在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180可以使用基于關(guān)聯(lián)處理操作的一個(gè) 或多個(gè)處理部件(PE)來執(zhí)行迭代解碼以將從通信介質(zhì)150接收到的 符號(hào)解碼。在一個(gè)實(shí)施例中，逸些部件可以包括處理邏輯和存儲(chǔ)器以 便與基于位置或地址來標(biāo)識(shí)數(shù)椐相比，執(zhí)行基于存儲(chǔ)位置的內(nèi)容來標(biāo) 識(shí)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的操作。例如，這些部件可以作為內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器 (CAM)而非隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)來操作。
在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180可以使用這些PE來實(shí)現(xiàn)基于LDPC 解碼實(shí)現(xiàn)的解碼器的一個(gè)或多個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新單元(CNU)和變量節(jié) 點(diǎn)更新單元(VNU)。 CNU可以基于奇偶校驗(yàn)矩陣(H)的對(duì)應(yīng)行和 列中的"1"的位置來耦合到一個(gè)或多個(gè)VNU。在一個(gè)實(shí)施例中，解 碼器180可以基于也可使用PE來實(shí)現(xiàn)的一致最大功效(UMP)、最小 和或者后驗(yàn)概率(APP)算法來操作。
圖2中圖示了基于多閾決策方案實(shí)現(xiàn)的解碼器180的操作的一實(shí) 施例。在框210中，解碼器180可以基于軟決策值生成初始硬決策矢 量(Xi )和初始可靠性矢量(Ri)。對(duì)于接收到的碼字Y=(Y1, Y2， ...， Yn)， 令N(m)是第m個(gè)奇偶校驗(yàn)中使用的碼字位置的集合N(m) = (n : H(m,n)-l},其中H是奇偶校驗(yàn)矩陣，以及H(m,n) = 1表明H矩陣中 (m,n)位置處的值等于1。此外，M(n)可以是包括第n個(gè)碼字位置的奇 偶校驗(yàn)的集合M(n) = {m : H(m,n)=l}。
在初始化時(shí)，對(duì)于所接收的矢量的每個(gè)元素Yi，解碼器180可以生成硬決策值Xi和位可靠性值Ri。在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180可 以將位可靠性值Ri設(shè)置為Yi的絕對(duì)值，以及如果Yi大于O，則將硬 決策值Xi設(shè)置為l，否則將硬決策值Xi設(shè)置為0。例如，如果Yi的 值等于-2.48,則解碼器180可以生成Xi = 0和Yi = 2.48。對(duì)于屬于 M(n)的每個(gè)m，將奇偶校驗(yàn)位可靠性定義位Ymn，其中最初Ymn = Rn， 并將關(guān)聯(lián)的硬決策定義位Xmn，其中最初Xmn-Xn。
在框220中，解碼器180開始通過基于Xi和Ri生成奇偶校驗(yàn)可 靠性值來執(zhí)行迭代解碼過程。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于屬于M(n)的每個(gè) n和每個(gè)m,解碼器180可以確定校驗(yàn)和Smn。在一個(gè)實(shí)施例中，解 碼器180可以按如下方式確定校驗(yàn)和
Smn = (Xn) XOR (Xmn' MOD 2之和)，其中該求和是對(duì)屬于 N(m)\n的n'進(jìn)行的，并且N(m)\n表示排除位'n'的集合N(m)。
在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180可以按如下方式標(biāo)識(shí)Ymn的最小 值的值
對(duì)于屬于N(m)\n的n', Ymn(min) = (Ymn')的最小值。 在框230中，解碼器180可以計(jì)算閾值。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于 所有的n，解碼器180可以將閾設(shè)置為按如下方式對(duì)每個(gè)n定義的更 新的位可靠性集合的最小值
對(duì)于屬于M(m)的m， Zn = Rn+對(duì)(-1 )s^Ymn(min)求和。 更新的位可靠性Zn還可以在解碼過程中用作比較可靠性Zmn。 在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180可以通過在解碼過程的每次迭代期 間自適應(yīng)地計(jì)算閾值來生成多值閾。在另一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180 可以通過使用更新的位可靠性在第 一 迭代期間計(jì)算該閾的值以生成 多值閾，并可以為其余的迭代提供固定的值，例如零。在另一個(gè)實(shí)施 例中，解碼器180可以對(duì)多值閾值賦予預(yù)定的值，預(yù)定的值可以基于 通信介質(zhì)150的特性，例如信噪比。
在框240中，解碼器180可以基于分別在框220和230中確定的 先前奇偶校驗(yàn)可靠性值和多值閾值來更新奇偶校驗(yàn)位可靠性。在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180可以基于初始可靠性值(Rn)、校驗(yàn)和(Smn) 和奇偶校驗(yàn)可靠性值的最小值Ymn(min)來計(jì)算比較可靠性Zmn。對(duì) 于屬于M(n)的每個(gè)n和每個(gè)m，解碼器180可以按如下方式確定比較 可靠性值Zmn:
對(duì)于屬于N(n)\m的m'， Zmn = Rn + (-l)S"^Ym'n(min)之和。 對(duì)于每個(gè)n，解碼器180可以基于比較可靠性Zmn來更新奇偶校 驗(yàn)位可靠性。更新可靠性或硬決策值包括，如果比較表明可靠性或硬 決策應(yīng)該保持相同，則保持可靠性或硬決策的值。在一個(gè)實(shí)施例中， 解碼器180可以按如下方式確定奇偶校驗(yàn)可靠性Ymn和Xmn:
Ymn = Zmn，(如果Zmn >0)，或-Zmn,(如果Zmn <閾)，或O(其 它情況)。
Xmn = Xmn,(如果Zmn >閾)；或(l-Xmn)，如果Zmn <闊。
在框250中，解碼器180可以基于比較可靠性Zmn來生成新的 硬決策矢量C。解碼器180可以按如下方式確定硬決策矢量的元素Ci:
Ci = Xi (如果Zmn > 0);以及(l畫Xi)，如果Zmn〈0。
在一個(gè)實(shí)施例中，如果比4吏可靠性Zmn表明該位應(yīng)該保持相同， 則解碼器180可以通過保持該位的值來生成新的硬決策矢量，否則， 可以通過更改該位來生成新的硬決策矢量。
在框260中，解碼器180可以確定矢量C是否等于期望的數(shù)據(jù)矢 量，并且如果條件為4叚，則控制傳遞到框220，否則解碼過程結(jié)束。
圖3A中圖示處理部件(PE) 310的一實(shí)施例。PE310可以包括 邏輯312和存儲(chǔ)器316。在一個(gè)實(shí)施例中，處理部件310可以接受比 較數(shù)和掩碼(mask)作為輸入，同時(shí)在存儲(chǔ)器316中搜索所有存儲(chǔ)的 數(shù)據(jù)位置。處理部件310可以將比4交數(shù)中凈皮掩蔽(masked-on)的位與存 儲(chǔ)器316中的對(duì)應(yīng)位匹配，并標(biāo)識(shí)匹配數(shù)據(jù)字。在一個(gè)實(shí)施例中，PE 310可以設(shè)置標(biāo)記或標(biāo)簽來表明存在匹配。
圖3B中圖示宏350的一實(shí)施例。宏350可以包括一個(gè)或多個(gè)處 理部件310。在一個(gè)實(shí)施例中，宏350可以包括64個(gè)PE 310-1至310-64。每個(gè)PE可以與其它PE共享所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，以在每次迭代期 間確定新的硬決策矢量。宏350可以用于執(zhí)行諸如輸入處理、行和列 數(shù)據(jù)處理以及行和列控制處理等不同的操作。
圖4中圖示解碼器180的一實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180 可以使用長(zhǎng)度為2048位的LDPC碼，該碼可包含信息位和用于前向 糾錯(cuò)的冗余位。對(duì)應(yīng)于2048位的碼長(zhǎng)度的奇偶校驗(yàn)矩陣可以包含384 個(gè)行，其中每個(gè)行中具有32個(gè)"1"以及每個(gè)列中具有6個(gè)"1"。解 碼器180因此可以在一行中包舍32個(gè)數(shù)量的宏350以及在一列中包 含6個(gè)數(shù)量的宏350。
基于解碼器180中的宏350的位置，宏350可以執(zhí)行諸如輸入數(shù) 據(jù)處理、行和列數(shù)據(jù)處理以及行和列控制處理等操作。在一個(gè)實(shí)施例 中，可用于執(zhí)行輸入數(shù)據(jù)處理的宏350可以稱為輸入處理部件(IPE ); 可用于執(zhí)行行和列數(shù)據(jù)處理的宏350可以稱為關(guān)聯(lián)處理部件(APE); 可用于執(zhí)行行控制處理的宏350可以稱為行控制部件(RCE);以及執(zhí) 行列控制處理的宏350可以稱為列控制部件(CCE)。
在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180可以包含交織器405、 IPE410-1至 410-32、RCE 430-1至430-6、 APE 451-1至456-32、CCE 480-1至480-32 以及解交織器495。 DPE、 APE、 RCE和CCE可以采用字并行、位串 4i^各式來才喿作。在一個(gè)實(shí)施例中，類似PE的結(jié)構(gòu)化布置可以減少門 計(jì)數(shù)以及可用于耦合每個(gè)部件的導(dǎo)體路徑。因此，這種方法可以減少 用于實(shí)現(xiàn)解碼器180的集成電^各(IC)芯片的基板面(real estate), 并且這種布置還可以增加時(shí)鐘速率。
可以實(shí)現(xiàn)交織器405和解交織器495以用于消息路由和此類其它 接口任務(wù)。在一個(gè)實(shí)施例中，交織器405可以接收碼字的初始可靠性， 并可以將初始可靠性值(Ri)和初始硬決策值(Xi)路由到IPE。例 如，可以將與第一行中的第一個(gè)"1"對(duì)應(yīng)的輸入可靠性值發(fā)送到宏 IPE 410-1的第一個(gè)PE。解交織器495可以收集由每個(gè)CCE發(fā)送的硬 決策，然后將這些信息位向前發(fā)送。在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器180可以包含對(duì)應(yīng)于每個(gè)列的32個(gè)IPE, EPE 410-1至410-32。在一個(gè)實(shí)施例中，IPE可以基于軟決策值來生成 硬決策矢量和可靠性矢量。在一個(gè)實(shí)施例中，IPE可以對(duì)接收到的符 號(hào)的輸入可靠性進(jìn)行緩沖，其中IPE 410的每個(gè)PE對(duì)一個(gè)可靠性值進(jìn) 行緩沖。解碼器180還可以在更新列中的可靠性時(shí)使用IPE。在一個(gè) 實(shí)施例中，解碼器180可以使IPE 410-1至410-32與該列中的對(duì)應(yīng)APE 協(xié)同操作以便基于閾值和比較可靠性Zmn來生成校驗(yàn)和Smn。
解碼器180可以在行1中包括APE 451-1至451-32，在行2中包 括APE 452-1至452-32，在行3中包括APE 453-1至453-32，在行4 中包括APE 454-1至454-32,在行5中包括APE 455-1至455-32,以 及在行6中包括APE 456-1至456-32。在一個(gè)實(shí)施例中，APE可以存 儲(chǔ)奇偶校驗(yàn)矩陣(H)的每個(gè)"1"的更新的可靠性值，并且可以參與 更新每個(gè)行和列中的可靠性。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)行中的APE連同 對(duì)應(yīng)的RCE可以在每次迭代期間確定Ymn(min)。在一個(gè)實(shí)施例中， 每個(gè)行中的APE可以接收諸如comparand-l(比較數(shù)-l)、 comparand-2、 掩碼和符號(hào)等控制值，并生成諸如Somel、 Some2、 Morel和Sign值 (符號(hào)值)等決策值。每個(gè)列中的APE連同CCE可以在每次迭代期間 確定校驗(yàn)和Smn、 Zmn和硬決策矢量中的一個(gè)或多個(gè)位。
解碼器180的每個(gè)行可以包括諸如RCE等控制部件。在一個(gè)實(shí) 施例中，行1可以包括RCE 430-1 ，其可以生成諸如comparand-1和 comparand-2值、掩碼值、符號(hào)值和時(shí)鐘信號(hào)等控制值，以便確定APE 451-1至451-32的每個(gè)PE中存儲(chǔ)的可靠性值中的第一最小值和第二 最小值。RCE 430-1可以接收諸如Somel、 Some 2和More 1等決策 值，這些決策值可以表明行l(wèi)中存在第一最小值和第二最小值。RCE 430-1可以基于二個(gè)最小值(two-min)算法來確定第一最小值和第二 最小值，并且可以將該第一最小值和第二最小值存儲(chǔ)在行1的對(duì)應(yīng) APE中。
解碼器180的每個(gè)列可以包括諸如CCE等控制部件。在一個(gè)實(shí)施例中，列1可以包括CCE480-1,其可以生成諸如Zmn等更新值， 并基于Zmn的值生成硬決策矢量的位。在一個(gè)實(shí)施例中，CCE 480-1 可以與IPE 410-1和APE 451-1至456-1 —起操作來基于Smn值和 Ymn(min)值來生成比較可靠性Zmn。在一個(gè)實(shí)施例中，CCE 480-1可 以基于Zmn的值和閾值來生成硬決策矢量的位。
圖5中圖示了在行中共同更新可靠性值的PE的一實(shí)施例。APE 451-1宏可以包括一個(gè)或多個(gè)PE 501-1至501-64。圖5中詳細(xì)地說明 了 PE 501-64的邏輯圖，并且可按類似方式實(shí)現(xiàn)各個(gè)APE 451-1至 451-32的其它PE。 PE 501-64可以包括邏輯551、邏輯門510-550和 存儲(chǔ)器516。
邏輯551可以基于i者戈口 comparand-l 、 compamnd-2、掩石馬牙口才尋號(hào) 等控制值來生成諸如tag-l和tag-2等更新值。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯 551可以基于如下規(guī)則來生成tag-l和tag-2值
tag-l = 1,(如果(comparand-l AND掩碼)=(可靠性Yi AND掩 碼)}，否則=0。
tag-2 = 1，(如果(comparand-2 AND掩碼)=(可靠性Yi AND掩 碼)},否則=0。
在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)PE的OR門550可以一起基于tag-l值來 生成決策值。在一個(gè)實(shí)施例中，Somel等于1可表明至少一個(gè)PE包 含等于被掩蔽的位中的comparand-l的可靠性值。可以提供Somel值 作為RCE430-1的輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，邏輯門550可以使用tag-l 來基于如下規(guī)則生成Somel值
Somel = 1 (如果至少一個(gè)tag-l =1);否則=0。
在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)APE中的每個(gè)PE的OR門520可以一起 基于tag-2值來生成Some2。在一個(gè)實(shí)施例中，Some2等于1可表明 至少一個(gè)PE可以包含等于祐L掩蔽的位中的comparand-2的可靠性值。 可以提供Some2值作為RCE 430-1的輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，可以基 于如下規(guī)則來確定Some2:Some2 = 1 (如果至少一個(gè)tag-2 =1);否則=0。
在一個(gè)實(shí)施例中，Somel和Some2可以分別表明各個(gè)APE 451-1 至451-32中存儲(chǔ)的可靠性值中存在第一最小值和第二最小值。
在一個(gè)實(shí)施例中，APE 451-1至451-32的AND門540和OR門 530可以共同基于tag-1值生成Morel值。在一個(gè)實(shí)施例中，Morel 等于1可以表明多于一個(gè)APE可以包含等于第一最小值的可靠性值。 在一個(gè)實(shí)施例中，AND門540可以執(zhí)行tag-1與從先前PE 4妄收的值 的AND運(yùn)算，并且可以提供結(jié)果值作為OR門530的輸入。OR門530 可以執(zhí)行AND門540的輸出與/人先前PE接收的值的OR運(yùn)算。每個(gè) APE生成的輸出可以被下一個(gè)APE用來基于對(duì)應(yīng)的tag-1值生成 Morel值。
可以提供Morel值作為RCE 430-1的輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，可 以基于如下規(guī)則來確定Morel:
Morel = 1 (如果一行中至少兩個(gè)tag-1 = 1);否則=0。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用XOR門510來生成符號(hào)值，并可以 提供該符號(hào)值作為RCE430-1的輸入。
RCE 430-1可以生成諸如comparand-l 、 comparand-2、掩碼和符 號(hào)等控制值，然后將這些控制值發(fā)送到各個(gè)APE 451-1至451-32。在 一個(gè)實(shí)施例中，RCE 430-1可以生成comparand-l和comparand-2以分 別確定各個(gè)APE451-1至451-32中存儲(chǔ)的可靠性值的第一最小值和第 二最小值。在一個(gè)實(shí)施例中，在初始迭代期間，RCE 430-1可以生成 分別等于000...00和000...00的comparand-l和comparand-2,并且掩 碼可以等于100...0 (MSB=1 )。
在后續(xù)迭代期間，RCE 430-1可以基于從行1中的APE 451-1至 451-32接收到的決策值Somel 、 Some2和Morel來生成諸如 comparand-l 、 comparand-2、掩碼(Mask )和符號(hào)值等控制值。RCE 430-1 可以基于如下規(guī)則來確定comparand-l 、 comparnad-2和掩碼的第i位
Comparand-l [第i位]=1,(如果Somel=l);否則=0。Comparand-2 [第i位]=1,如果{[(Morel = 0) AND (Comparand-1 [MSB: i+1] = Comparand國2[MSB: i+1])] OR [(Some2 = 0) AND (Comparand陽l[MSB: i+1] <> Comparand-2 [MSB: i+1])]};否則=0。
Mask [第i位]-l。
RCE 430-1可以基于這些決策值來執(zhí)行二個(gè)最小值搜索算法，并 可以執(zhí)行二個(gè)最小值搜索算法來確定對(duì)應(yīng)行中的可靠性值的兩個(gè)最 小值。RCE 430-1可以基于第一最小值和第二最小值來更新行1的每 個(gè)PE中的可靠性值。
圖6中圖示執(zhí)行"兩個(gè)最小值(two-min)"搜索算法的RCE430-1 的一實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)最小值搜索算法可以確定行l(wèi)中 的所有值中的第一和第二最小值。這種方法可以避免對(duì)每個(gè)PE確定 最小值。
在框610中，RCE 430-1可以基于決策值Somel 、 Some2和Morel 來確定在所有先前位置中笫一最小值和第二最小值這兩者是否相等， 以及如果這兩個(gè)最小值相等，則控制傳遞到框640，否則傳遞到框680。
在框640中，RCE 430-1可以檢查是否(Somel等于1) AND (Morel 等于0),以及如果該條件為真，則控制傳遞到框660,否則傳遞到框 680。在一個(gè)實(shí)施例中，RCE430-1可以基于如下規(guī)則來確定兩個(gè)最小 值第一最小值被存儲(chǔ)到其中可靠性值不等于第一最小值的所有PE 中，而第二最小值被存儲(chǔ)到所有其它PE中。但是，第一和第二最小 可靠性值可以相等。Somel等于1和Morel等于0表明僅一個(gè)PE包 含第一最小值，Somel等于1和Morel等于1表明多于一個(gè)PE可包 含第一最小值。
在框660中，RCE 430-1可以對(duì)包含第一最小值的PE賦予0,而 對(duì)包含第二最小值的所有其它PE賦予1。
在框680中，RCE 430-1可以將第二最小值作為可靠性值賦予該 迭代之前包含第一最小值的PE，并且可以將第一最小值作為可靠性值 賦予所有其它PE。 RCE430-1可以將第一最小值賦予包含奇偶校驗(yàn)矩陣(H)的該行中的非零值且除包含第一最小值的PE之外的所有其它 PE。 RCE430-1可以對(duì)之前存儲(chǔ)第一最小值的PE賦予第二最小值。
例如，如果對(duì)應(yīng)于奇偶校^r矩陣(H)的行1中的非零值的PE 可包含諸如0.1、 0.2、 0.3、 0.4、 0.5、 0.6....的可靠性值，則在該兩個(gè) 最小值搜索過程之后，RCE 430-1可確定第一最小值(=O.l)和第二最 小值(=0.2)。 RCE 430-1可以將對(duì)應(yīng)PE的可靠性值更改成0.2、 0.1、 0.1、 0.1、 0.1和0.1。行l(wèi)的RCE 430-1可以將第二最小值0.2賦予當(dāng) 前迭代之前包含第一最小值的PE,并且可以將第一最小值賦予對(duì)應(yīng)于 奇偶校驗(yàn)矩陣(H)在行1中的非零值的所有其它PE。
圖7中圖示了共同更新列可靠性值的PE的一實(shí)施例。在一個(gè)實(shí) 施例中，解碼器180的列-l可以包括IPE 410-1、 APE 451-1至456-1 和CCE 480-1。在一個(gè)實(shí)施例中，CCE可以作為串行、并行或串行/ 并行混合加法器來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，CCE 480-1可以向該列中 的APE發(fā)送廣播消息，這些APE可以利用諸如Xmn和Ymn(min)等 可靠性值來進(jìn)行響應(yīng)。
在一個(gè)實(shí)施例中，CCE 480-1可以在第一次迭代期間基于初始可 靠性值(Ri)和初始硬決策矢量(Xi)來生成校驗(yàn)和Smn。可以使用 通過列處理確定的Smn的值和通過行處理確定的Ymn(min)的值來確 定可用作比較可靠性Zmn的更新的可靠性值Zn。 CCE 480-1可以更 新奇偶校驗(yàn)可靠性值，并基于Zmn和閾值來生成新的硬決策矢量的 位。CCE 480-1可以在后續(xù)迭代期間基于更新的可靠性值(Xmn和Zmn) 來生成校驗(yàn)和Smn,并且迭代過程可以持續(xù)進(jìn)行，直到確定無錯(cuò)硬決 策矢量為止或直到執(zhí)行了預(yù)定次數(shù)的迭代為止。
圖8中圖示了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)800的一實(shí)施例。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)800可以包括 網(wǎng)絡(luò)裝置810和網(wǎng)絡(luò)850。網(wǎng)絡(luò)裝置810可以對(duì)應(yīng)于路由器、膝上型 計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、手持裝置、網(wǎng)絡(luò)接口卡或能夠耦合到網(wǎng)絡(luò)850 的任何此類裝置。
網(wǎng)絡(luò)850可以包括一個(gè)或多個(gè)中間裝置，例如交換機(jī)和路由器，中間裝置可以接收分組、處理分組以及將分組發(fā)送到適合的中間裝
置。網(wǎng)絡(luò)850可使諸如網(wǎng)絡(luò)裝置810等網(wǎng)絡(luò)裝置能夠傳送和/或接收數(shù) 據(jù)。網(wǎng)絡(luò)850的中間裝置可以配置成支持TCP/IP、 ATM以及任何此 類通信協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)850能夠經(jīng)由通信介質(zhì)耦合到諸如網(wǎng)絡(luò)裝置810等 網(wǎng)絡(luò)裝置，通信介質(zhì)可以傳輸與諸如10G以太網(wǎng)等技術(shù)對(duì)應(yīng)的分組。
網(wǎng)絡(luò)裝置810可以生成一個(gè)或多個(gè)分組并將這些分組發(fā)送^^禺合 到網(wǎng)絡(luò)850的其它網(wǎng)絡(luò)裝置。網(wǎng)絡(luò)裝置810可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)850從其它 網(wǎng)絡(luò)裝置接收分組。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)裝置810可以包括處理器 812、存儲(chǔ)器814和網(wǎng)絡(luò)接口 618。處理器812可以響應(yīng)執(zhí)行指令使接 口 818向網(wǎng)絡(luò)裝置810的用戶提供語音、數(shù)據(jù)或視頻，并且存儲(chǔ)器814 可以存儲(chǔ)處理器812執(zhí)行的指令。網(wǎng)絡(luò)接口 818可以包括例如包含諸 如收發(fā)器IOO等收發(fā)器的網(wǎng)絡(luò)接口卡。
在一個(gè)實(shí)施例中，收發(fā)器100可以根據(jù)IEEE 802.3an系列標(biāo)準(zhǔn)定 義的發(fā)展中的10GBase-T標(biāo)準(zhǔn)與網(wǎng)絡(luò)850通信，但是也可以使用其它 標(biāo)準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，收發(fā)器100可以使用任何類型的介質(zhì)與網(wǎng)絡(luò)-850 通信，這些介質(zhì)諸如^f旦不限于銅質(zhì)雙絞線、光信道、無線信道、 電力線信道、聲音/聲納信道、印刷電路板(PCB)、背板、同軸電纜 或任何其它介質(zhì)。例如，通信介質(zhì)150可以是類別5、 6、 6a或7的網(wǎng) 絡(luò)電纜布線和/或任何其它屏蔽或無屏蔽電纜布線。
收發(fā)器100可以處理表示由應(yīng)用所生成的以及例如通過10GbE (10吉位以太網(wǎng))從網(wǎng)絡(luò)850接收的數(shù)據(jù)的碼字或符號(hào)，這些應(yīng)用諸 如電子郵件、語音、數(shù)據(jù)、視頻或文件傳輸應(yīng)用。諸如收發(fā)器100的
發(fā)射器130等接收器可以接收碼字或符號(hào)，并使用上文描述的技術(shù)將 這些碼字解碼來生成位流。接收器130可以將這些數(shù)據(jù)流發(fā)送到用戶 接口，用戶接口可以將這些數(shù)椐流轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
已參考示范實(shí)施例描述了本發(fā)明的某些特征。但是，不應(yīng)將該描 述視為限制意義的。與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員顯見到的對(duì)發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種設(shè)備，包括多個(gè)處理部件，所述多個(gè)處理部件基于多個(gè)關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的內(nèi)容來處理數(shù)據(jù)，以便以迭代方式使用位可靠性將接收到的碼字解碼，使得對(duì)于每次迭代，基于使用閾的比較來更新所述位可靠性，所述閾包含迭代解碼期間更新的多個(gè)閾值。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述多個(gè)處理部件包括輸入處 理部件、行控制部件、列控制部件和基于低密度奇偶校驗(yàn)矩陣的每個(gè) 行和列中存在的第一邏輯電平的存在而布置在一個(gè)或多個(gè)行和列中 的關(guān):f關(guān)處理部件。
3. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，每個(gè)列還包括輸入處理部件，所述 輸入處理部件基于軟決策值來確定碼字的位位置的初始位可靠性和 初始硬決策值，其中基于所述^[氐密度奇偶校驗(yàn)矩陣來生成所述碼字， 以及基于位表示第 一值的可能性來生成所述軟決策值。
4. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述輸入處理部件生成 所述初始位可靠性，所述初始位可靠性等于與所述位位置對(duì)應(yīng)的值的絕對(duì)值，以及如果所述軟決策值為正，則生成等于第二值的所述初始硬決策 值，否則生成等于第三值的所逸初始硬決策值。
5. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述行的第一行包括第一組關(guān) 聯(lián)處理部件和第一行控制部件，所述第一組關(guān)聯(lián)處理部件和第一行控 制部件共同在第 一次迭代期間確定所述第 一組關(guān)聯(lián)處理部件中存儲(chǔ) 的位可靠性值的第一最小值和第二最小值。
6. 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述第一行控制部件 將所述第 一最小值存儲(chǔ)在所述第 一組中包含不同于所述第 一最小值的值的關(guān)聯(lián)處理部件中，以及將所述第二最小值存儲(chǔ)在所述第一組中于所述第一迭代之前存 儲(chǔ)所述第 一最小值的關(guān)聯(lián)處理部件。
7. 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述第一行控制部件生成一個(gè)或多個(gè)控制值，所述一個(gè)或多個(gè)控制值包含用于確定所 述第一組關(guān)聯(lián)處理部件中存在所述第一最小值的第一比較數(shù)和掩碼、 用于確定所述第一組關(guān)聯(lián)處理部件中存在第二最小值的笫二比較數(shù) 和掩碼，接收指示所述第一最小值和所述第二最小值這兩者中的一個(gè)或 多個(gè)的存在的一個(gè)或多個(gè)決策值，以及基于所述一個(gè)或多個(gè)決策值來確定所述第一最小值和所述第二 最小值。
8. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述第一組關(guān)聯(lián)處理部件 接收所述一個(gè)或多個(gè)控制值，以及生成所述一個(gè)或多個(gè)決策值，所述一個(gè)或多個(gè)決策值包含表明所 述第一關(guān)聯(lián)處理部件的至少一個(gè)中存在所述第一最小值的第一值、表 明所述第一關(guān)聯(lián)處理部件的至少一個(gè)中存在所述第二最小值的第二 值、以及表明所述第一關(guān)聯(lián)處理部件的至少兩個(gè)中存在所述第一最小 值的第三值。
9. 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，所述第一組關(guān)聯(lián)處理部件包括第一 部件，所述第一部件又包括用于接收所述一個(gè)或多個(gè)控制值并生成更新值的邏輯，其中所述 更新值表示所述第一比較數(shù)的^皮掩蔽的位與所述第一部件中存儲(chǔ)的 位可靠性值的比較結(jié)果；以及一組邏輯門，用于基于所迷更新值來生成所述一個(gè)或多個(gè)決策值 并將所述決策值發(fā)送到第二部件。
10. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述列的第一列包括第一輸 入處理部件、第一列控制部件和第二組關(guān)聯(lián)處理部件，這些部件共同 確定更新的硬決策矢量的第一位。
11. 如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述第一輸入處理部件、所 述第一列控制部件以及所述第二組關(guān)聯(lián)處理部件共同基于第一比較 可靠性值和所述多個(gè)閾值的第一閾值來確定更新的硬決策矢量的第 一位0
12. 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述笫一輸入處理部件、所 述第一列控制部件和所述第二組關(guān)聯(lián)處理部件共同基于第一校驗(yàn)和 來確定所述第一比較可靠性值，所述第一校驗(yàn)和是基于所述硬決策值 和第一最小值來確定的，所述第一最小值表示第一行的第一組關(guān)聯(lián)處 理部件中存儲(chǔ)的所述位可靠性的最小值。
13. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述處理部件基于接收低密 度奇偶校驗(yàn)碼字所通過的通信信道的第 一特性來確定所述多個(gè)閾值。
14. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述處理部件持續(xù)以迭代方 式將所述低密度奇偶校驗(yàn)碼字解碼，直到生成期望的數(shù)據(jù)流為止。
15. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中所述處理部件持續(xù)以迭代方 式將所述低密度奇偶校驗(yàn)碼字解碼1og2 n次迭代，其中n是所述碼字 的碼長(zhǎng)度。
16. —種方法，包括在第一次迭代期間確定第一組關(guān)聯(lián)處理部件 中存儲(chǔ)的位可靠性值的第一最小值和第二最小值。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括將所述第 一最小值存儲(chǔ)在所述第 一組中包含不同于所述第 一最 小值的值的關(guān)聯(lián)處理部件中；以及將所述第二最小值存儲(chǔ)在所述第一組中于所述第一迭代之前存 儲(chǔ)所述第一最小值的關(guān)聯(lián)處理部件中。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括生成一個(gè)或多個(gè)控制值，所述一個(gè)或多個(gè)控制值包含用于確定所 述第一組關(guān)聯(lián)處理部件中存在所述第一最小值的第一比較數(shù)和掩碼；生成用于確定所述第一組關(guān)聯(lián)處理部件中存在所述第二最小值 的第二比較數(shù)和掩碼；接收表明所述第一最小值和所述第二最小值這兩者中的一個(gè)或多個(gè)的存在的一個(gè)或多個(gè)決策值；以及基于所述一個(gè)或多個(gè)決策值來確定所述第一最小值和所述第二 最小值。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，還包括 接收所述一個(gè)或多個(gè)控制值；生成所述一個(gè)或多個(gè)決策值，所述一個(gè)或多個(gè)決策值包含表明所 述第一關(guān)聯(lián)處理部件的至少一個(gè)中存在所述第一最小值的第一值；生成所述一個(gè)或多個(gè)決策值，所述一個(gè)或多個(gè)決策值包含表明所 述第一關(guān)聯(lián)處理部件的至少一個(gè)中存在所述第二最小值的第二值；生成所述一個(gè)或多個(gè)決策值，所述一個(gè)或多個(gè)決策值包含表明所 述第一關(guān)聯(lián)處理部件的至少兩個(gè)中存在所述第一最小值的笫三值。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，還包括 接收所述一個(gè)或多個(gè)控制值；生成笫一更新值，其中所逸第一更新值表示所述第一比較數(shù)的4支 掩蔽的位與第一位可靠性值的比較結(jié)果；以及生成第二更新值，其中所迷第二更新值表示所述第二比較數(shù)的凈皮 掩蔽的位與第一位可靠性值的比較結(jié)果。
21. —種系統(tǒng)，包括 發(fā)射器；網(wǎng)絡(luò)接口，用于通過通信介質(zhì)來接收一個(gè)或多個(gè)碼字； 接收器，包括解調(diào)器和解碼器，所述解調(diào)器用于基于所述通信介 質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)特性來生成所逸一個(gè)或多個(gè)碼字的軟決策，所述解碼 器包括多個(gè)處理部件，所述多個(gè)處理部件基于多個(gè)關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ) 的數(shù)據(jù)的內(nèi)容來處理數(shù)據(jù)，以^更以迭代方式使用位可靠性將所述一個(gè) 或多個(gè)碼字的第一碼字解碼，使得對(duì)于每次迭代，基于使用閾的比較 來更新所述位可靠性，所述閾包含迭代解碼期間更新的多個(gè)閾值。
22. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述接收器根據(jù)10GBase-T標(biāo)準(zhǔn)以每秒至少10吉位的速率來接收所述一個(gè)或多個(gè)碼字。
23. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，還包括通過基于低密度奇偶校驗(yàn)石馬來對(duì)位流編碼以生成所述一個(gè)或多 個(gè)碼字，并通過所述通信介質(zhì)來發(fā)送所述一個(gè)或多個(gè)碼字；以及所述網(wǎng)絡(luò)接口，用于通過所述通信介質(zhì)以至少10吉位的速率來 傳送所述一個(gè)或多個(gè)碼字。
24. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，表示網(wǎng)絡(luò)接口卡。
25. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、 路由器、手持裝置、蜂窩電話或服務(wù)器這六者中的至少一個(gè)。
全文摘要
使用在多次解碼迭代中更新的多值閾方案提供一種用于低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC)的消息傳遞解碼器。在一實(shí)施例中，使用最小和原理實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理，從而對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣的每個(gè)對(duì)應(yīng)行，確定位可靠性值中的第一和第二最小值。解碼器的每個(gè)行包括由行控制部件控制的一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)處理部件以用于確定兩個(gè)最小值。每個(gè)列包括一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)處理部件、輸入處理部件和列控制部件以用于確定硬決策位。使用處理部件來構(gòu)造解碼器可以減少門計(jì)數(shù)，并且減少用于對(duì)部件進(jìn)行耦合的互連。
文檔編號(hào)H03M13/11GK101432970SQ200680054421
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者A·G·埃菲莫夫, A·V·查皮真卡, A·V·貝洛戈羅維 申請(qǐng)人:英特爾公司