[發(fā)明專(zhuān)利]LDPC解碼器的有效存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210034016.5
• 申請(qǐng)日: 2012-02-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102611460A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周正華;李震桁
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 香港應(yīng)用科技研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H03M13/11
• 分類(lèi)號(hào): H03M13/11
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張春媛;閻娬斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及數(shù)字信號(hào)廣播，尤其是移動(dòng)電視廣播。更具體地，本發(fā)明包括對(duì)在有噪聲的通信介質(zhì)上傳輸?shù)臄?shù)字消息進(jìn)行編碼和解碼的技術(shù)。

背景技術(shù)

在通信系統(tǒng)中，當(dāng)利用射頻、微波和紅外在有噪聲的信道或介質(zhì)(例如無(wú)線網(wǎng)絡(luò))上傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，由于地理和環(huán)境因素以及各種信號(hào)噪聲源，會(huì)丟失或損害數(shù)據(jù)。該通信系統(tǒng)經(jīng)常使用誤差校正碼來(lái)確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕⑶以谀承┣闆r下，在接收端恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)和/或校正誤差，其中誤差校正碼將冗余引入數(shù)據(jù)傳輸。

通過(guò)有噪聲信道傳輸數(shù)據(jù)的一個(gè)基本方面是香農(nóng)極限，其限定了通過(guò)信道可靠地傳輸數(shù)據(jù)的理論上的最大速率。設(shè)計(jì)誤差校正碼以在接近該極限時(shí)實(shí)現(xiàn)充分的可靠性。低密度奇偶校驗(yàn)檢查(LDPC)碼是這樣的誤差校正碼。Gallager，R.G.在1962年1月Transactions?of?the?IRE?Professional?Group?on?Information?Theory的Low?Density?Parity?Check?Codes中解釋了LDPC碼的基本理論。MacKay，D.J.C.和Neal，R.M.在1996年8月Electronics?Letters的Near?Shannon?limit?performance?of?low?density?parity?check?codes.中進(jìn)一步描述了LDPC碼的特性。因此Gallager，MacKay和Neal全部并入這里作為參考。

傳統(tǒng)上，由于許多挑戰(zhàn)，LDPC碼在實(shí)際中并沒(méi)有被廣泛采用。編碼和解碼LDPC碼是非常復(fù)雜的。另一個(gè)挑戰(zhàn)是編碼和解碼LDPC碼需要存儲(chǔ)非常大的非稀疏矩陣，并且LDPC碼需要大量有效的分組，因此，在物理實(shí)現(xiàn)上需要大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)空間。因此，對(duì)于使用LDPC碼的通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要提供一種編碼和解碼的過(guò)程，其將在不引入太多復(fù)雜性的情況下，減少所需的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)空間量。

美國(guó)專(zhuān)利No.7,736,885描述了一種用于減少校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息所需的存儲(chǔ)器的方法。所述的方法試圖執(zhí)行校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)消息的壓縮和解壓縮，從而使用較少的存儲(chǔ)器。但是，該方法沒(méi)有考慮用于執(zhí)行壓縮和解壓縮的多余的復(fù)雜性和附加的邏輯電路。相比較而言，本發(fā)明要求保護(hù)的系統(tǒng)和方法著眼于消除與對(duì)數(shù)似然比(LLR)數(shù)據(jù)比特重新排序、解重新排序以及解映射程序相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)緩沖器，并且附加的邏輯電路需求最少。

另一種減少存儲(chǔ)器的方式可以是通過(guò)修改LDPC編碼方案。美國(guó)專(zhuān)利No.7,234,098描述了一種借助編碼器的方法，該編碼器產(chǎn)生具有外部博斯-查德胡里-霍昆格姆(BCH)碼的LDPC碼，這減少了用于存儲(chǔ)邊界值所需的存儲(chǔ)器。相比較而言，所要保護(hù)的系統(tǒng)和方法在不修改LDPC碼的情況下實(shí)現(xiàn)了減少存儲(chǔ)器。

發(fā)明內(nèi)容

要求保護(hù)的本發(fā)明的目的是提供一種用于實(shí)現(xiàn)有效存儲(chǔ)的低密度奇偶校驗(yàn)檢查(LDPC)解碼器的方法和裝置。

要求保護(hù)的本發(fā)明的另一目的是減少實(shí)現(xiàn)有效存儲(chǔ)的LDPC解碼器的集成電路的芯片尺寸和耗電量。

根據(jù)各種實(shí)施例，這里要求保護(hù)的有效存儲(chǔ)的LDPC解碼器通過(guò)在移動(dòng)通信設(shè)備中使用的解調(diào)器集成電路(IC)實(shí)現(xiàn)。該LDPC解碼器通過(guò)消除與LDPC解碼過(guò)程的重新排序、解重新排序和解映射程序相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)緩沖器來(lái)使存儲(chǔ)有效。在LDPC解碼器的IC實(shí)現(xiàn)中，該存儲(chǔ)緩沖器的消除可以使得IC的最終的芯片尺寸減小，耗電量減少。

LDPC碼是一種二進(jìn)制線性分組編碼。在數(shù)據(jù)比特的發(fā)送端，對(duì)于由K×1階矢量s表示的數(shù)據(jù)比特的每個(gè)分組來(lái)說(shuō)，編碼器通過(guò)確定c＝[p^T.s^T]^T＝Gs產(chǎn)生N×1階編碼的位矢量c，其中G是N×K階生成矩陣，并且(N-K)×1階矢量p包含奇偶校驗(yàn)檢查位。由于所有數(shù)據(jù)比特都包含在編碼的位矢量c中，所以該類(lèi)型的二進(jìn)制線性分組編碼被稱(chēng)為“系統(tǒng)的”。該編碼的編碼率被定義為R＝K/N。N×1階編碼的位矢量c穿過(guò)通信傳輸介質(zhì)，并作為N×1階位矢量y到達(dá)接收端，其中在傳輸期間，由于噪聲或干擾可能會(huì)存在比特誤差。那么在數(shù)據(jù)比特的接收端，解碼器的任務(wù)是利用Hc＝0的特性，從位矢量y恢復(fù)編碼的位矢量c，其中H是(N-K)×N奇偶校驗(yàn)檢查矩陣，并且HG＝0。