使用后期可靠性信息進(jìn)行解碼的系統(tǒng)和方法
【專利說明】使用后期可靠性信息進(jìn)行解碼的系統(tǒng)和方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本公開要求根據(jù)35U.S.C. § 119(e)于2013年3月7日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?61/774, 167、以及于2014年3月5日提交的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?4/197,408的權(quán)益，其以整體內(nèi)容 通過引用并入本文。
[0003] 伸用領(lǐng)域
[0004] 本公開一般涉及數(shù)據(jù)解碼，更特別地涉及對(duì)于用低密度奇偶校驗(yàn)（LDPC)編碼器 編碼的數(shù)據(jù)具有可靠性輸入的解碼器。
【背景技術(shù)】
[0005] LDPC碼和用來(lái)解碼LDPC碼的解碼器可以在許多應(yīng)用和設(shè)備中使用。例如，數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)、衛(wèi)星通信、無(wú)線通信、有線通信、和電力線通信是每個(gè)可以使用LDPC碼和LDPC解碼器的 應(yīng)用。設(shè)備（諸如數(shù)碼相機(jī)閃存存儲(chǔ)器、衛(wèi)星、移動(dòng)電話、和其它移動(dòng)設(shè)備）每個(gè)也可以使 用LDPC碼和LDPC解碼器。
[0006] LDPC碼可以用于糾正在噪聲數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或通信信道中傳送的信息中的錯(cuò)誤。該信 息可以在傳送之前（通過LDPC編碼器）編碼，然后當(dāng)被接收時(shí)，（通過LDPC解碼器）后續(xù) 地解碼。LDPC碼是表現(xiàn)最好的錯(cuò)誤糾正碼之一，與Turbo碼一起用于糾正在通信和數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)信道上傳送的信息中的錯(cuò)誤。
[0007] 常規(guī)的硬解碼LDPC技術(shù)通常僅基于是否未滿足給定數(shù)目的校驗(yàn)來(lái)確定是否翻轉(zhuǎn) 比特還是更新符號(hào)（symbol)值。例如，可以基于哪些更新后的符號(hào)的組合最有可能減少未 滿足的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目來(lái)選擇一個(gè)或多個(gè)符號(hào)值進(jìn)行更新。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 根據(jù)本公開的實(shí)現(xiàn)方式，提供了用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的系統(tǒng)和方法。在第一時(shí)間 接收用于變量節(jié)點(diǎn)的變量節(jié)點(diǎn)值，而在第二時(shí)間接收用于變量節(jié)點(diǎn)的可靠性數(shù)據(jù)。在第一 時(shí)間之后和在第二時(shí)間之前使用第一解碼方案解碼變量節(jié)點(diǎn)，并且在第二時(shí)間之后使用與 第一解碼方案不同的第二解碼方案解碼變量節(jié)點(diǎn)。
[0009] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一解碼方案是基于變量節(jié)點(diǎn)值的硬解碼方案。第二解碼方 案是基于變量節(jié)點(diǎn)值和可靠性數(shù)據(jù)的軟解碼方案。
[0010] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中，在晚于第二時(shí)間的第三時(shí)間接收用于變量節(jié)點(diǎn)的附加的可靠 性數(shù)據(jù)，并且在第三時(shí)間之后使用第三解碼方案解碼變量節(jié)點(diǎn)。
[0011] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中，接收用于變量節(jié)點(diǎn)的變量節(jié)點(diǎn)值包括：傳送指令以在存儲(chǔ)器 上執(zhí)行讀取操作。接收用于變量節(jié)點(diǎn)的可靠性數(shù)據(jù)包括：傳送指令以在存儲(chǔ)器上執(zhí)行一個(gè) 或多個(gè)附加的讀取操作。存儲(chǔ)器可以是NAND閃存。
[0012] 第一解碼方案的結(jié)果可以被存儲(chǔ)于緩存中，其中，使用第二解碼方案解碼變量節(jié) 點(diǎn)包括：從緩存中取得第一解碼方案的結(jié)果。
[0013] 在一些實(shí)現(xiàn)方式中，如果第一解碼方案成功，則在第二時(shí)間之前，終止解碼?？梢?響應(yīng)于確定第一解碼方案未成功而執(zhí)行在第二時(shí)間接收可靠性數(shù)據(jù)和使用第二解碼方案 解碼變量節(jié)點(diǎn)。
[0014] 根據(jù)本公開的實(shí)現(xiàn)方式，解碼器包括解碼電路。解碼電路被配置成在第一時(shí)間接 收用于變量節(jié)點(diǎn)的變量節(jié)點(diǎn)值并且在第二時(shí)間接收用于變量節(jié)點(diǎn)的可靠性數(shù)據(jù)。在第一時(shí) 間之后和在第二時(shí)間之前使用第一解碼方案解碼變量節(jié)點(diǎn)，并且在第二時(shí)間之后使用與第 一解碼方案不同的第二解碼方案解碼變量節(jié)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015] 在結(jié)合附圖考慮以下具體描述后，本公開的上述和其它特征將變得顯而易見，包 括其屬性和其各種優(yōu)點(diǎn)，附圖中：
[0016] 圖1是根據(jù)本公開的實(shí)施例的采用LDPC解碼的說明性通信系統(tǒng)的框圖；
[0017] 圖2A和圖2B是根據(jù)本公開的實(shí)施例的代表所接收的碼字的符號(hào)的變量節(jié)點(diǎn)和用 于解碼所接收的碼字的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)之間的通信的圖形說明；
[0018] 圖3是根據(jù)本公開的實(shí)施例的基于后期（late)可靠性信息進(jìn)行解碼的說明性系 統(tǒng)的框圖；
[0019] 圖4是根據(jù)本公開的實(shí)施例的基于后期可靠性信息進(jìn)行解碼的說明性過程的流 程圖；和
[0020] 圖5是根據(jù)本公開的實(shí)施例的基于后期可靠性信息進(jìn)行多階段解碼的說明性過 程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本公開一般涉及在解碼器處執(zhí)行解碼。為了提供本公開的總體理解，現(xiàn)在將描述 某些說明性實(shí)施例，包括基于后期可靠性信息執(zhí)行解碼的多階段解碼器。然而，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于正在處理的應(yīng)用若適宜，則可以適應(yīng)并且修改本文中所描述的 系統(tǒng)和方法，而且應(yīng)當(dāng)理解，本文中所描述的系統(tǒng)和方法可以在其它合適的應(yīng)用中采用，并 且應(yīng)當(dāng)理解，這樣的其它添加和修改將不會(huì)背離其范圍。
[0022] 在一些通信系統(tǒng)（諸如某些閃存單元）中，在可以獲得關(guān)于硬判決的可靠性數(shù)據(jù) 之前，解碼器可以獲得數(shù)據(jù)估計(jì)值（或硬判決數(shù)據(jù)）。本文中所描述的系統(tǒng)和方法允許在 多個(gè)階段進(jìn)行解碼，而不是在解碼開始之前，迫使軟解碼器等待，直到可以獲得硬判決和可 靠性數(shù)據(jù)為止。當(dāng)可以獲得硬判決時(shí)，本公開的解碼系統(tǒng)和方法在第一階段中執(zhí)行硬解碼。 之后，當(dāng)可以獲得一定量的可靠性數(shù)據(jù)時(shí)，在第二階段執(zhí)行使用硬判決和可靠性數(shù)據(jù)兩者 的軟解碼。任選地，當(dāng)接收到附加的可靠性數(shù)據(jù)時(shí)，可以使用附加的軟解碼階段。這樣的多 階段解碼器在本文中被稱為后期（late)可靠性解碼器。
[0023] 圖1示出了根據(jù)本公開的一些實(shí)施例的部分基于可靠性輸入進(jìn)行LDPC解碼的說 明性通信系統(tǒng)100。通信系統(tǒng)100用于將來(lái)自發(fā)送用戶或應(yīng)用102的信息傳送到接收用戶 或應(yīng)用130。發(fā)送用戶或應(yīng)用102代表產(chǎn)生信息的對(duì)象或?qū)嶓w。例如，發(fā)送用戶或應(yīng)用102 可以與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的軟件程序或無(wú)線電系統(tǒng)中的無(wú)線通信發(fā)送器的組件相對(duì)應(yīng)。發(fā)送用 戶或應(yīng)用102產(chǎn)生數(shù)據(jù)流形式的信息，并且該數(shù)據(jù)流可以由已經(jīng)被例如源編碼器（圖1中 未示出）預(yù)處理過的符號(hào)值的序列來(lái)代表。由發(fā)送用戶或應(yīng)用102產(chǎn)生的信息可以與語(yǔ) 音信息、視頻信息、金融信息、或可以以數(shù)字或模擬形式來(lái)代表的任何其它類型的信息相對(duì) 應(yīng)，并且由發(fā)送用戶或應(yīng)用102產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流可以是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。
[0024] 發(fā)送用戶或應(yīng)用102可以將數(shù)據(jù)流分割或以其它方式劃分成固定長(zhǎng)度為k個(gè)符號(hào) 的塊。特別地，消息104 (也被稱為m)代表這些塊中的一個(gè)。特別地，消息104的長(zhǎng)度為k 個(gè)符號(hào)，其中，每個(gè)符號(hào)可以是二進(jìn)制數(shù)據(jù)或非二進(jìn)制數(shù)據(jù)（諸如三元數(shù)據(jù)、四元數(shù)據(jù)、任 何其它合適類型的數(shù)據(jù)、或其任何合適的組合）。編碼器106用于對(duì)消息104進(jìn)行編碼以 產(chǎn)生碼字110。在本公開的一個(gè)實(shí)施例中，編碼器106是LDPC編碼器。然而，基于本公開 和本文中所提供的教導(dǎo)，應(yīng)該清楚的是，編碼器106可以是任何其它合適的編碼器。碼字 110 (也被稱為c)的長(zhǎng)度為η個(gè)符號(hào)，其中n>k。編碼器106使用生成器矩陣G108(為標(biāo)記 方便也稱為G)來(lái)產(chǎn)生碼字110。例如，編碼器106可以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)矩陣運(yùn)算以將消息 104轉(zhuǎn)換成碼字110。在實(shí)施例中，編碼器106通過以下矩陣乘法使用生成器矩陣G108由 消息104產(chǎn)生碼字110 :
[0025] C= G m
[0026] 碼字110可以被調(diào)制或以其它方式由調(diào)制器112變換成適合在信道114上傳送和 /或存儲(chǔ)的波形。例如，波形可以與模擬二進(jìn)制相移鍵控（BPSK)信號(hào)、模擬相移鍵控（PSK) 信號(hào)、模擬頻移鍵控（FSK)信號(hào)、模擬正交幅度調(diào)制（QAM)信號(hào)、或任何其它合適的模擬或 數(shù)字信號(hào)相對(duì)應(yīng)。
[0027] 信道114是指物理介質(zhì)，在解調(diào)器116處被恢復(fù)之前，所傳送的波形穿過該物理介 質(zhì)或者存儲(chǔ)在該物理介質(zhì)上。例如，信道114可以是代表計(jì)算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境中的存儲(chǔ)介質(zhì)的 存儲(chǔ)信道、或代表無(wú)線通信環(huán)境中的無(wú)線傳播環(huán)境的通信信道。信道114的各種特點(diǎn)可以 損壞在其上通信或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。例如，信道114可以是非理想的無(wú)記憶信道或有記憶信道； 信道114可以是擦除信道，并且可以是對(duì)稱的或不對(duì)稱的。信道114的輸出由解調(diào)器116 進(jìn)行解調(diào)和處理以產(chǎn)生所接收的碼字118。解調(diào)器116可以使用頻率濾波器、借助周期函數(shù) 的乘法和積分、和/或任何其它合適的解調(diào)技術(shù)來(lái)解調(diào)和/或處理信道114的輸出。
[0028] 所接收的碼字118包含與碼字110有關(guān)的信息并且可以是由編碼器106最初輸 出的碼字110的損壞的或以其它方式更改的版本。例如，所接收的碼字118可以包含碼字 110的初步估計(jì)值或噪聲版本、由編碼器106產(chǎn)生的碼字的可能值的概率分布矢量、或這些 以及其它值的組合。
[0029] 檢測(cè)器120用于處理所接收的碼字118,以產(chǎn)生檢測(cè)器樣本122,其可以是原始數(shù)