專(zhuān)利名稱(chēng)：基于混合域fft的非二進(jìn)制ldpc解碼器的制作方法
基于混合域FFT的非二進(jìn)制LDPC解碼器
背景技術(shù)：
已經(jīng)開(kāi)發(fā)了包括存儲(chǔ)系統(tǒng)、蜂窩電話系統(tǒng)和無(wú)線傳輸系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)的每一個(gè)中，經(jīng)由某些介質(zhì)將數(shù)據(jù)從發(fā)送方傳輸?shù)浇邮辗?。例如，在存?chǔ)系統(tǒng)中，經(jīng)由存儲(chǔ)介質(zhì)將數(shù)據(jù)從發(fā)送方(即，寫(xiě)功能)發(fā)送到接收方(即，讀功能)。因?yàn)橐詳?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)和傳輸信息，所以引入了錯(cuò)誤，該錯(cuò)誤如果不更正可能損壞數(shù)據(jù)并且使信息不可用。任何傳輸?shù)男识际艿接筛鞣N因素所導(dǎo)致的任何數(shù)據(jù)丟失的影響。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了很多類(lèi)型的錯(cuò)誤檢查系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)和校正數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。例如，在可能最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)中，可以添加奇偶位到一組數(shù)據(jù)位，以保證該組數(shù)據(jù)位(包括奇偶位)具有偶數(shù)或者奇數(shù)個(gè)I。當(dāng)使用奇數(shù)奇偶性時(shí)，在準(zhǔn)備存儲(chǔ)或者傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，對(duì)該組中設(shè)為I的數(shù)據(jù)位的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，如果該組中存在偶數(shù)個(gè)I，則將奇偶位設(shè)為1，以保證該組具有奇數(shù)個(gè)I。如果該組中存在奇數(shù)個(gè)1，則將奇偶位設(shè)為0，以保證該組具有奇數(shù)個(gè)I。在從存儲(chǔ)設(shè)備獲得數(shù)據(jù)或者通過(guò)傳輸接收數(shù)據(jù)之后，可以再次校驗(yàn)奇偶性，如果該組中具有偶數(shù)奇偶性，則數(shù)據(jù)中引入了至少一個(gè)錯(cuò)誤。在這種簡(jiǎn)單級(jí)別上，可以檢測(cè)到某些錯(cuò)誤但不能進(jìn)行校正。還可以在誤差校正系統(tǒng)(包含于LDPC解碼器中)中使用奇偶位。LDPC碼是能夠被可視地表示在

圖1所示的Tanner圖100中的基于奇偶性的碼。在LDPC解碼器中，針對(duì)一組變量節(jié)點(diǎn)110、112、114、116、118、120、122和124，在若干校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)102、104、106和108中執(zhí)行多次奇偶校驗(yàn)。在設(shè)計(jì)LDPC碼時(shí)選擇變量節(jié)點(diǎn)110-124和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)102-108之間的連接(或者邊)，以均衡碼的強(qiáng)度和獲得數(shù)據(jù)時(shí)執(zhí)行LDPC碼所需的解碼器的復(fù)雜度。在設(shè)計(jì)LDPC碼時(shí)選擇該組中奇偶位的數(shù)量和位置。以迭代過(guò)程在相互連接的變量節(jié)點(diǎn)110-124和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)102-108之間傳遞消息，將與應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)在變量節(jié)點(diǎn)110-124中的值有關(guān)的置信度傳遞到所連接的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)102-108?；谶@些消息在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)102-108中執(zhí)行奇偶校驗(yàn)，并且如果有必要的話，將結(jié)果返回到所連接的變量節(jié)點(diǎn)110-124以更新置信度?？梢砸远M(jìn)制或者非二進(jìn)制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)LDPC解碼器。在二進(jìn)制LDPC解碼器中，變量節(jié)點(diǎn)110-124包含基于從存儲(chǔ)設(shè)備獲取的、由傳輸系統(tǒng)接收的或者以某些其它方式獲得的一組數(shù)據(jù)和奇偶位的標(biāo)量值。二進(jìn)制LDPC解碼器中的消息是作為表示正在進(jìn)行發(fā)送的變量節(jié)點(diǎn)包含特定值的概率的空似然(plain-likelihood)概率值或者對(duì)數(shù)似然比率(LLR)值來(lái)傳輸?shù)臉?biāo)量值。在非二進(jìn)制LDPC解碼器中，變量節(jié)點(diǎn)110-124包含來(lái)自伽羅華域(包含有限個(gè)元素、由大小Pk來(lái)特征化的有限域GF(pk)，其中P是質(zhì)數(shù)，而k是正整數(shù))的符號(hào)。非二進(jìn)制LDPC解碼器中的消息是多維向量(一般為空似然概率向量或者LLR向量)?？梢园凑杖缦碌木仃囆问絹?lái)表示變量節(jié)點(diǎn)110-124和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)102-108之間的連接，其中列表示變量節(jié)點(diǎn)，行表示校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，并且處于變量節(jié)點(diǎn)列和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)行的交叉點(diǎn)的來(lái)自伽羅華域隨機(jī)非零元素a(i，j)表示變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)之間的連接并且提供變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)之間的消息的置換:
權(quán)利要求
1.一種低密度奇偶校驗(yàn)編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置，包含: 低密度奇偶校驗(yàn)解碼器中的消息處理電路，可操作地用來(lái)在對(duì)數(shù)域中處理變量節(jié)點(diǎn)消息和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息；以及 所述低密度奇偶校驗(yàn)解碼器中的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路，可操作地用來(lái)在實(shí)域中執(zhí)行基于快速傅里葉變換的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算，其中所述消息處理電路和所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路可操作地用來(lái)執(zhí)行迭代層解碼。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述消息處理電路包含: 加法電路，可操作地用來(lái)在對(duì)數(shù)域中將連接層的變量節(jié)點(diǎn)值和所述連接層的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值相加，以產(chǎn)生所述連接層的伽羅華域中每個(gè)符號(hào)的軟對(duì)數(shù)似然比率值； 移位器，可操作地用來(lái)以當(dāng)前層和所述連接層之間的差別對(duì)所述軟對(duì)數(shù)似然比率值進(jìn)行移位，以產(chǎn)生所述當(dāng)前層的總軟對(duì)數(shù)似然比率值；以及 減法電路，可操作地用來(lái)在所述對(duì)數(shù)域中從所述當(dāng)前層的所述總軟對(duì)數(shù)似然比率值中減去所述當(dāng)前層的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值，以產(chǎn)生所述當(dāng)前層的變量節(jié)點(diǎn)值。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路包含: 快速傅里葉變換電路，可操作地用來(lái)在所述實(shí)域中對(duì)當(dāng)前層的變量節(jié)點(diǎn)值執(zhí)行快速傅里葉變換； 幅值計(jì)算電路，可操作地用來(lái)提供來(lái)自所述快速傅里葉變換電路的輸出值的幅值； 符號(hào)計(jì)算電路，可操作地用來(lái)提供來(lái)自所述快速傅里葉變換電路的所述輸出值的符號(hào)；以及 校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)器，可操作地用來(lái)存儲(chǔ)所述幅值和所述符號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路進(jìn)一步包含指數(shù)計(jì)算電路，可操作地用來(lái)計(jì)算連接層的所述幅值的指數(shù)值并且將所述符號(hào)施加到相應(yīng)指數(shù)值。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路進(jìn)一步包含快速傅里葉逆變換電路，可操作地用來(lái)對(duì)所述指數(shù)計(jì)算電路的輸出執(zhí)行快速傅里葉逆變換，以產(chǎn)生所述實(shí)域中的所述連接層的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路進(jìn)一步包含變換電路，用來(lái)將所述連接層的所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值從所述實(shí)域變換到所述對(duì)數(shù)域。
7.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路進(jìn)一步包含:指數(shù)計(jì)算電路，可操作地用來(lái)計(jì)算所述當(dāng)前層的所述幅值的指數(shù)值并且施加所述符號(hào)到相應(yīng)指數(shù)值。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路進(jìn)一步包含:快速傅里葉逆變換電路，可操作地用來(lái)對(duì)所述指數(shù)計(jì)算電路的輸出執(zhí)行快速傅里葉逆變換，以產(chǎn)生所述實(shí)域中的所述當(dāng)前層的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路進(jìn)一步包含:變換電路，用來(lái)將所述當(dāng)前層的所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值從所述實(shí)域變換到所述對(duì)數(shù)域。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包含:第一變換電路，可操作地用來(lái)將當(dāng)前層的變量節(jié)點(diǎn)值從所述對(duì)數(shù)域變換到所述實(shí)域。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述消息處理電路和所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路作為集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中將所述裝置集成在存儲(chǔ)設(shè)備中。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中將所述裝置集成在包含獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列的存儲(chǔ)系統(tǒng)中。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中將所述裝置集成在數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中。
15.一種在混合域低密度奇偶校驗(yàn)解碼器中解碼數(shù)據(jù)的方法，包含: 在對(duì)數(shù)域中于混合域低密度奇偶校驗(yàn)解碼器中處理變量節(jié)點(diǎn)消息和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息； 將變量節(jié)點(diǎn)消息從所述對(duì)數(shù)域變換到實(shí)域； 在所述實(shí)域中執(zhí)行基于快速傅里葉變換的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算，以產(chǎn)生實(shí)域校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息，其中所述處理和所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算包含迭代層解碼；以及將所述實(shí)域校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息從所述實(shí)域變換到所述對(duì)數(shù)域。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在所述對(duì)數(shù)域中的所述處理包含: 在所述對(duì)數(shù)域中將連接層的變量節(jié)點(diǎn)值和所述連接層的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值相加，以產(chǎn)生所述連接層的伽羅華域中每個(gè)符號(hào)的軟對(duì)數(shù)似然比率值； 按照當(dāng)前層和所述連接層之間的差別對(duì)所述軟對(duì)數(shù)似然比率值進(jìn)行移位，以產(chǎn)生所述當(dāng)前層的總軟對(duì)數(shù)似然比率值；以及 在所述對(duì)數(shù)域中從所述當(dāng)前層的所述總軟對(duì)數(shù)似然比率值中減去所述當(dāng)前層的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值，以產(chǎn)生所述當(dāng)前層的變量節(jié)點(diǎn)值。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算包含在所述實(shí)域中使用快速傅里葉變換對(duì)變量節(jié)點(diǎn)值執(zhí)行校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算，以產(chǎn)生所述實(shí)域中連接層的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值和所述實(shí)域中當(dāng)前層的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值，其中變換所述實(shí)域校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息包含變換所述連接層的所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值和所述當(dāng)前層的所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值。
18.—種存儲(chǔ)系統(tǒng)，包含:` 保持?jǐn)?shù)據(jù)集的存儲(chǔ)介質(zhì)； 寫(xiě)頭，可操作地用來(lái)將所述數(shù)據(jù)集磁性記錄到所述存儲(chǔ)介質(zhì)；以及 混合域低密度奇偶校驗(yàn)解碼器，可操作地用來(lái)執(zhí)行分層解碼，包含: 消息處理電路，可操作地用來(lái)在對(duì)數(shù)域中處理變量節(jié)點(diǎn)消息和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息；以及 校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路，可操作地用來(lái)在實(shí)域中執(zhí)行基于快速傅里葉變換的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)笪ο
19.如權(quán)利要求18所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中所述消息處理電路包含: 加法電路，可操作地用來(lái)在對(duì)數(shù)域中將連接層的變量節(jié)點(diǎn)值和所述連接層的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值相加，以產(chǎn)生所述連接層的伽羅華域中每個(gè)符號(hào)的軟對(duì)數(shù)似然比率值； 移位器，可操作地用來(lái)以當(dāng)前層和所述連接層之間的差別對(duì)所述軟對(duì)數(shù)似然比率值進(jìn)行移位，以產(chǎn)生所述當(dāng)前層的總軟對(duì)數(shù)似然比率值；以及 減法電路，可操作地用來(lái)在所述對(duì)數(shù)域中從所述當(dāng)前層的所述總軟對(duì)數(shù)似然比率值中減去所述當(dāng)前層的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)值，以產(chǎn)生所述當(dāng)前層的變量節(jié)點(diǎn)值。
20.如權(quán)利要求18所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路包含: 快速傅里葉變換電路，可操作地用來(lái)在所述實(shí)域中對(duì)當(dāng)前層的變量節(jié)點(diǎn)值執(zhí)行快速傅里葉變換； 幅值計(jì)算電路，可操作地用來(lái)提供來(lái)自所述快速傅里葉變換電路的輸出值的幅值； 符號(hào)計(jì)算電路，可操作地用來(lái)提供來(lái)自所述快速傅里葉變換電路的所述輸出值的符號(hào)；以及校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)器，可操作 地用來(lái)存儲(chǔ)所述幅值和所述符號(hào)。
全文摘要
本公開(kāi)涉及基于混合域FFT的非二進(jìn)制LDPC解碼器。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及解碼數(shù)據(jù)的方法和裝置，并且更具體地涉及在基于混合域FFT的非二進(jìn)制LDPC解碼器中解碼數(shù)據(jù)的方法和裝置。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，裝置包括消息處理電路，可操作地用來(lái)在對(duì)數(shù)域中處理變量節(jié)點(diǎn)消息和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息，以及低密度奇偶校驗(yàn)解碼器中的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路，可操作地用來(lái)在實(shí)域中執(zhí)行基于快速傅里葉變換的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算。消息處理電路和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算電路執(zhí)行迭代層解碼。
文檔編號(hào)H03M13/11GK103187979SQ20121042089
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者陳蕾, 李宗旺, 袁強(qiáng)生, 楊少華 申請(qǐng)人:Lsi公司