專利名稱：解碼設(shè)備和方法以及程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及解碼設(shè)備和方法以及程序，并且更特別地涉及一種在采用代數(shù)過程的錯(cuò)誤校正碼技術(shù)中可提高解碼性能的解碼設(shè)備和方法以及程序。
背景技術(shù)：
作為一種代數(shù)-幾何碼的解碼方法，例如Reed-Solomon碼或者是作為Reed-Solomon碼的子域部分碼的BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)碼，公知的方法是利用代數(shù)屬性，它在性能開銷和計(jì)算開銷方面都很出眾。
例如，如果代碼長度為n、信息長度為k、定義體GF(q)(q＝pm，p質(zhì)數(shù))并且最小距離d＝n-k的Reed-Solomon碼由RS(n，k)來表示，那么將硬判決接收字解碼為具有最小Hamming距離的代碼字的一種臨界距離解碼方法作為一種確保校正t個(gè)錯(cuò)誤符號(hào)的方法已經(jīng)是公知的，這里t滿足t＜d/2。而且，如1999年的IEEE Transactions on Information Theory第45卷，第1757-1767頁中V.Curuswami，M.Sudan的“Improved decoding of Reed-Solomon andAlgebraic-Geometry codes”所公開的，通過Guruswami-Sudan(以下稱為G-S列表解碼)方法進(jìn)行的列表解碼能確保校正t個(gè)錯(cuò)誤符號(hào)，這里滿足T＜nk。
作為上面描述的G-S列表解碼的擴(kuò)展版本，公知的使用軟判決接收字的Koetter-vardy列表解碼(這種列表解碼以下稱為K-V列表解碼)包括四個(gè)過程，包括從接收信息中對(duì)符號(hào)的可靠性值進(jìn)行計(jì)算、從該可靠性值中提取二變量多項(xiàng)式內(nèi)插條件、對(duì)二變量多項(xiàng)式進(jìn)行內(nèi)插以及通過內(nèi)插多項(xiàng)式的因式分解來產(chǎn)生解碼字列表。這樣，K-V列表解碼具有比硬判決解碼更高的性能。K-V列表解碼公開在，例如2001年的IEEE Transactions on Information Theory中R.Koetter，A.Vardy的“Algebraic soft-decision decoding of Reed-Solomon codes”中。還有一種通過再編碼將計(jì)算開銷降低到現(xiàn)實(shí)水平的方法也是已知的，并且公開在，例如Proceedings of ISIT 2003中R.Koetter，J.Ma，A.Vardy，A.Ahmed的“Efficient Interpolation and Factorization in Algebraic Soft-Decision Decodingof Reed-Solomon codes”中。
同時(shí)，近來更加關(guān)注作為線性碼的低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC)，由此可以通過使用置信傳播(belief propagation)的重復(fù)解碼獲得接近于邊際性能的高性能。低密度奇偶校驗(yàn)碼公開于1999年的IEEE Transactions on InformationTheory中D.MacKay的“Good Error-Correcting Codes Based on Very SparseMatrices”中。
理論上已經(jīng)公知，在LDPC中使用的置信傳播通常只對(duì)具有低密度奇偶校驗(yàn)矩陣的線性碼有效。同時(shí)，降低Reed-Solomon碼或BCH碼的奇偶校驗(yàn)矩陣的密度作為已知的NP-難問題，公開于1978年5月的IEEE Transactions onInformation Theory，第24卷，第384-386頁Berlekamp，R.McEliece，H.vanTilborg的“On the inherent intractability of certain coding problems”中。
從前述可知，采用一種將置信傳播用于Reed-Solomon碼或BCH碼的解碼方法被認(rèn)為是困難的。
然而，如在2004年的Proceedings of IEEE International Symposium onInforamtion Theory中Jing Jiang，K.R.Narayanan的“Soft Decision Decoding ofRS Codes Using Adaptive Parity Check Matrices”中所公開的，在2004年由Narayanan等人征明了使用按照接收字的可靠性執(zhí)行了對(duì)角化的奇偶校驗(yàn)矩陣使得其中將置信傳播用于Reed-Solomon碼、BCH碼以及其它具有密度不低的奇偶校驗(yàn)矩陣的線性碼的解碼方法可以有效應(yīng)用。下面，描述了ABP(自適應(yīng)置信傳播)解碼方法。
例如，考慮具有代碼長度n為6、信息長度k為3以及編碼率r為1/2，并且具有如下面的表達(dá)式(1)所給出的3×6矩陣H作為奇偶校驗(yàn)矩陣的線性碼CH=101001110101011111---(1)]]>
這里代碼空間C由下述表達(dá)式(2)給出C＝{c＝(c1，c2，...，c6)，c1，c2，...，c6∈0，1|H·ct＝0}......(2)假設(shè)某個(gè)代碼字經(jīng)過一個(gè)信道，例如，某個(gè)代碼字在BPSK(二進(jìn)制移相鍵控)調(diào)制之后經(jīng)過一個(gè)AWGN(自適應(yīng)白高斯噪聲)信道，然后由接收機(jī)接收為按下述表達(dá)式(3)所給出的接收字y＝(y1，y2，...，y6)＝(0.4，1.2，0.1，0.7，0.3，0.7) ......(3)剛才描述的這種實(shí)例的接收機(jī)中的解碼設(shè)備所執(zhí)行的解碼處理的流程將在下面參照?qǐng)D1的流程圖進(jìn)行描述。
首先在步驟S1，解碼設(shè)備搜索接收字的可靠性順序。該解碼設(shè)備通過將每個(gè)接收符號(hào)的絕對(duì)值的幅值確定為接收符號(hào)的可靠性高度，來對(duì)已接收的接收字的接收符號(hào)(上面表達(dá)式(3)的右邊的項(xiàng))進(jìn)行排序。特別地，解碼設(shè)備按可靠性升序?qū)⒕幪?hào)附加給接收符號(hào)，例如，如在下列表達(dá)式(4)中以圓圈圍繞的數(shù)字所表示的③ ⑥ ① ④ ② ④y＝(0.4，1.2，0.1，0.7，0.3，0.7) ...(4)然后，在步驟S2，解碼設(shè)備對(duì)這種排序的接收符號(hào)按照預(yù)定的規(guī)則進(jìn)行重排，以便轉(zhuǎn)換符號(hào)的優(yōu)先級(jí)排序順序。這一規(guī)則是預(yù)先準(zhǔn)備的，并包括多個(gè)互不相同并且等于隨后所述的外部重復(fù)次數(shù)的子規(guī)則，并且每次執(zhí)行外部重復(fù)的時(shí)候，就選擇一個(gè)不同的子規(guī)則。
在解碼設(shè)備轉(zhuǎn)換該順序之后，在步驟S3，按照順序?qū)ζ媾夹ｒ?yàn)矩陣H執(zhí)行對(duì)角化。例如，當(dāng)通過對(duì)順序的轉(zhuǎn)換以可靠性升序?qū)?yōu)先級(jí)排序應(yīng)用到接收符號(hào)時(shí)，按照從與可靠性最低的符號(hào)相對(duì)應(yīng)的一列開始的順序，該解碼對(duì)奇偶校驗(yàn)矩陣H執(zhí)行對(duì)角化。
例如，當(dāng)接收符號(hào)的可靠性排序例如是由上述的表達(dá)式(4)給出的，奇偶校驗(yàn)矩陣H中與可靠性最低的符號(hào)相對(duì)應(yīng)的列是第三列，并且奇偶校驗(yàn)矩陣H中與可靠性第二低的符號(hào)相對(duì)應(yīng)的列是第五列。而且，奇偶校驗(yàn)矩陣H中與可靠性第三低的符號(hào)相對(duì)應(yīng)的列是第一列，并且奇偶校驗(yàn)矩陣H中與可靠性第四低的符號(hào)相對(duì)應(yīng)的列是第四或第六列，而奇偶校驗(yàn)矩陣H中與可靠性最高的符號(hào)相對(duì)應(yīng)的列是第二列。解碼設(shè)備按照優(yōu)先級(jí)排序執(zhí)行奇偶校驗(yàn)矩陣H的對(duì)角化。
具體來說，解碼設(shè)備首先針對(duì)第三列執(zhí)行奇偶校驗(yàn)矩陣H的基本變換。更具體而言，解碼設(shè)備首先對(duì)第一行和第三行進(jìn)行“異或”，來獲得一個(gè)新的第三行以便使第三列為“100”，從而將奇偶校驗(yàn)矩陣H轉(zhuǎn)換為下列表達(dá)式(5)H=101001110101110110---(5)]]>然后，解碼設(shè)備針對(duì)第五列執(zhí)行奇偶校驗(yàn)矩陣H的基本變換。具體來說，解碼設(shè)備交換第二行和第三行，以便使第五列為“010”，從而將奇偶校驗(yàn)矩陣H轉(zhuǎn)換為下列表達(dá)式(6)H=101001110110110101---(6)]]>此后，解碼設(shè)備針對(duì)第一列執(zhí)行奇偶校驗(yàn)矩陣H的基本變換。具體來說，解碼設(shè)備將第一行和第三行的“異或”值替換到第一行中，并將第二行和第三行的“異或”值替換到第二行中，以使第一列為“001”，從而將奇偶校驗(yàn)矩陣H轉(zhuǎn)換為由下列表達(dá)式(7)所示的奇偶校驗(yàn)矩陣HnewH=011100000011110101---(7)]]>要注意的是，如果將要執(zhí)行對(duì)角化的列與先前已進(jìn)行對(duì)角化的列是線性相關(guān)的，那么解碼設(shè)備就對(duì)該列保持原狀并對(duì)下一排序的列進(jìn)行對(duì)角化。解碼設(shè)備以這種方式執(zhí)行與奇偶校驗(yàn)矩陣H的排序數(shù)相等次數(shù)的對(duì)角化，以獲得一個(gè)新的奇偶校驗(yàn)矩陣Hnew。然后，在步驟S4中，解碼設(shè)備使用得到的奇偶校驗(yàn)矩陣Hnew通過置信傳播來更新可靠性值。
圖2是與上面的表達(dá)式(7)所示的奇偶校驗(yàn)矩陣Hnew相對(duì)應(yīng)的Tanner圖。置信傳播是通過沿Tanner圖的邊傳播消息來實(shí)現(xiàn)的。參考圖2，可變節(jié)點(diǎn)11至16與矩陣(就圖2來說是奇偶校驗(yàn)矩陣Hnew)的列相對(duì)應(yīng)。校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)21至23與矩陣(就圖2來說是奇偶校驗(yàn)矩陣Hnew)的行相對(duì)應(yīng)。
在下面的描述中，i和j是自然數(shù)，從第i個(gè)可變節(jié)點(diǎn)到第j個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的消息由Ri，j來表示；從第j個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)到第i個(gè)可變節(jié)點(diǎn)的消息由Qi，j來表示；連接到第i個(gè)可變節(jié)點(diǎn)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的索引集由J(i)來表示；以及連接到第j個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的可變節(jié)點(diǎn)的索引集由I(j)來表示。
在這個(gè)實(shí)例中，消息Ri，j和消息Qi，j的更新表達(dá)式分別由下列表達(dá)式(8)和(9)來表示Ri，j＝2tanh-1(∏l∈I(j)\itanh(Qi，j/2))...(8)Qi，j＝ri+θ∑i∈J(i)\jRi，j...(9)這里系數(shù)θ是被稱為垂直步位(vertical step)阻尼因子的收斂因子，并且具有由0＜θ≤1所定義的值。接收符號(hào)yj被設(shè)置為消息Qi，j的初始值，而外部信息的更新Λxj是按照下列的表達(dá)式(10)來執(zhí)行的Λix=Σi∈J(i)Ri,j---(10)]]>這樣，在圖1的步驟S5，解碼設(shè)備按照下列的表達(dá)式(11)對(duì)每個(gè)代碼符號(hào)的對(duì)數(shù)似然比(LLR)Λq進(jìn)行計(jì)算Λiq=ri+α1Λix---(11)]]>這里系數(shù)α1是被稱為自適應(yīng)置信傳播阻尼因子的收斂因子，并且具有由0＜θ≤1所定義的值。
在解碼設(shè)備計(jì)算LLR值之后，將處理前進(jìn)到步驟S6，在這里搜索經(jīng)計(jì)算的LLR值的可靠性順序。特別地，解碼設(shè)備將所計(jì)算的LLR值的絕對(duì)值的幅值確定為可靠性值，并且搜索可靠性值的順序。如下面所述的，重復(fù)執(zhí)行LLR值的更新，直至滿足預(yù)定的條件后為止。為下一次更新(奇偶校驗(yàn)矩陣H的對(duì)角化)來執(zhí)行搜索可靠性順序。
然后在步驟S7，解碼設(shè)備對(duì)按照上面描述的這種方式所計(jì)算出(更新)的LLR值來進(jìn)行解碼，以獲得解碼字。解碼方法可以是例如硬判決解碼、臨界距離解碼或K-V列表解碼。然后在步驟S8，解碼設(shè)備判斷是否已滿足作為預(yù)先確定的條件的內(nèi)部重復(fù)解碼停止條件SC1。
重復(fù)通過置信傳播來更新LLR值，直至滿足預(yù)先準(zhǔn)備的重復(fù)解碼停止條件SC后為止。解碼設(shè)備使用置信傳播所更新的LLR值的可靠性值，來再次更新LLR值。特別地，解碼設(shè)備通過將作為結(jié)果的LLR值的絕對(duì)值的幅值確定為可靠性值，并按照相應(yīng)的符號(hào)的可靠性值的升序?qū)ζ媾夹ｒ?yàn)矩陣的列執(zhí)行對(duì)角化，來通過新的置信傳播更新LLR值。然后，每當(dāng)解碼設(shè)備更新LLR值的時(shí)候，就使用作為結(jié)果的LLR值來執(zhí)行解碼(重復(fù)執(zhí)行解碼)。這在下面被稱為內(nèi)部重復(fù)解碼。解碼設(shè)備重復(fù)內(nèi)部重復(fù)解碼，直至滿足預(yù)先準(zhǔn)備的重復(fù)解碼停止條件SC1后為止。
特別地，如果解碼設(shè)備在圖1的步驟S8判定沒有滿足該內(nèi)部重復(fù)解碼停止條件SC1，那么就將處理返回到步驟S3以便從步驟S3開始重復(fù)處理。另一方面，如果解碼設(shè)備在步驟S8判定已滿足該內(nèi)部重復(fù)解碼停止條件SC1，那么就將處理前進(jìn)到步驟S9。
在步驟S9，解碼設(shè)備判斷是否滿足外部重復(fù)解碼停止條件SC2。如果解碼設(shè)備判定沒有滿足該外部重復(fù)解碼停止條件SC2，那么就將處理返回到步驟S2以便從步驟S2開始重復(fù)處理。
更特別地，除了這種將接收值的可靠性值用作奇偶校驗(yàn)矩陣H的列的對(duì)角化優(yōu)先級(jí)排序的初始值的排序方法之外，解碼設(shè)備還準(zhǔn)備了多種互不相同的排序方法。然后，解碼設(shè)備使用多種排序方法串行地或并行地多次執(zhí)行上述的內(nèi)部重復(fù)解碼(重復(fù)執(zhí)行內(nèi)部重復(fù)解碼)。這在下面被稱為外部重復(fù)解碼。解碼設(shè)備重復(fù)該外部重復(fù)解碼直至滿足預(yù)先準(zhǔn)備的外部重復(fù)解碼停止條件SC2后為止。
下面描述目標(biāo)線性碼是Reed-Solomon碼的重復(fù)解碼停止條件SC的例子。
例如，假設(shè)預(yù)先確定的重復(fù)的最大次數(shù)是N并且Λq的硬判決結(jié)果是d＝(d1，d2，...，d6)。這里，硬判決結(jié)果di由下列表達(dá)式(12)來表示 在這種情況下，解碼設(shè)備能夠?qū)⒗纾媾夹ｒ?yàn)矩陣H和硬判決結(jié)果d的乘積的值是0(H·d＝0)或者重復(fù)數(shù)t大于等于預(yù)先確定的重復(fù)的最大次數(shù)N(t≥N)(也就是滿足所描述的兩個(gè)條件中的至少一個(gè))設(shè)置為重復(fù)解碼停止條件SC(內(nèi)部重復(fù)解碼停止條件SC1或外部重復(fù)解碼停止條件SC2)。
可選擇地，解碼設(shè)備也可將例如，成功進(jìn)行了臨界距離解碼或者重復(fù)數(shù)t大于等于預(yù)先確定的重復(fù)的最大次數(shù)N(t≥N)(也就是滿足所描述的兩個(gè)條件中的至少一個(gè))設(shè)置為重復(fù)解碼停止條件SC(內(nèi)部重復(fù)解碼停止條件SC1或者外部解碼停止條件SC2)。另外，解碼設(shè)備也可以將例如，成功進(jìn)行了K-V列表解碼或者重復(fù)數(shù)t大于等于預(yù)先確定的重復(fù)的最大次數(shù)N(t≥N)(也就是滿足所描述的兩個(gè)條件中的至少一個(gè))設(shè)置為重復(fù)解碼停止條件SC(內(nèi)部重復(fù)解碼停止條件SC1或外部重復(fù)解碼停止條件SC2)。也或者，解碼設(shè)備可以例如，僅僅將重復(fù)數(shù)t大于等于預(yù)先確定的重復(fù)的最大次數(shù)N(t≥N)設(shè)置為重復(fù)解碼停止條件SC(內(nèi)部重復(fù)解碼停止條件SC1或外部重復(fù)解碼停止條件SC2)。
在執(zhí)行上述這種外部重復(fù)解碼之后，如果解碼設(shè)備在步驟S9判定已滿足該外部重復(fù)解碼停止條件SC2，那么就結(jié)束解碼處理。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在使用上述任意一種現(xiàn)有技術(shù)的自適應(yīng)置信傳播的方法來進(jìn)行解碼的時(shí)候，解碼器錯(cuò)誤，即解碼設(shè)備一側(cè)不能將其識(shí)別為錯(cuò)誤的錯(cuò)誤的存在具有不可忽視的可能性，從而不能獲得解碼設(shè)備的優(yōu)異的解碼性能。
希望提供一種解碼設(shè)備和方法以及程序，來抑制解碼器錯(cuò)誤出現(xiàn)的可能性并能夠獲得較高的解碼性能。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，在自適應(yīng)置信傳播所更新的可能性值被用于執(zhí)行重復(fù)解碼的情況下，解碼設(shè)備保持在中間所獲得的候選解碼字的列表，并且最后從該列表中選擇最可能的候選解碼字作為解碼字。
特別地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種對(duì)環(huán)R上的線性碼執(zhí)行解碼處理的解碼設(shè)備，包括重復(fù)解碼裝置，用于執(zhí)行重復(fù)解碼，其中對(duì)提供進(jìn)來的代碼字使用置信傳播；解碼字列表產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生并保持由重復(fù)解碼裝置進(jìn)行重復(fù)解碼所獲得的解碼字的列表；以及解碼字選擇裝置，用于從解碼字列表產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的解碼字列表中選擇一個(gè)解碼字。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種用于解碼設(shè)備的解碼方法，用于對(duì)環(huán)R上的線性碼執(zhí)行解碼處理，包括如下步驟執(zhí)行重復(fù)解碼，其中對(duì)提供進(jìn)來的代碼字使用置信傳播；產(chǎn)生在重復(fù)解碼步驟的處理中所獲得的解碼字的列表并將產(chǎn)生的解碼字列表放置在保持部分；以及從解碼字列表產(chǎn)生步驟的處理中所產(chǎn)生的解碼字列表中選擇一個(gè)解碼字。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例，提供一種程序，使計(jì)算機(jī)對(duì)環(huán)R上的線性碼執(zhí)行解碼處理，該程序包括以下步驟執(zhí)行重復(fù)解碼，其中對(duì)提供進(jìn)來的代碼字使用置信傳播；產(chǎn)生在重復(fù)解碼步驟的處理中所獲得的解碼字的列表并將產(chǎn)生的解碼字列表放置在保持部分；以及從解碼字列表產(chǎn)生步驟的處理中所產(chǎn)生的解碼字列表中選擇一個(gè)解碼字。
在解碼設(shè)備和方法以及程序中，對(duì)所提供的代碼字執(zhí)行使用置信傳播的重復(fù)解碼，并且產(chǎn)生和保持由重復(fù)解碼所獲得的解碼字的列表。然后，從所產(chǎn)生的解碼字列表中選擇一個(gè)解碼字。
通過該解碼設(shè)備和方法以及程序，可以實(shí)現(xiàn)使用代數(shù)過程的錯(cuò)誤校正碼技術(shù)。特別地，能夠抑制解碼器錯(cuò)誤發(fā)生的可能性，并且能夠達(dá)到更高的解碼性能。
本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的描述和所附的權(quán)利要求書變得更加清楚，其中相似的部分或元件由相似的附圖標(biāo)記來表示。


圖1是示出傳統(tǒng)的解碼處理流程的流程圖；圖2是示出與傳統(tǒng)解碼處理相對(duì)應(yīng)的Tanner圖的一個(gè)實(shí)例的示意圖；圖3是應(yīng)用本發(fā)明的解碼設(shè)備的配置的一個(gè)實(shí)例的方框圖；圖4是示出由圖3的解碼設(shè)備所執(zhí)行的解碼處理流程的流程圖；圖5是示出將傳統(tǒng)解碼處理和圖3的解碼設(shè)備的解碼處理的幀錯(cuò)誤率之間進(jìn)行比較的圖表；圖6是示出應(yīng)用本發(fā)明的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)的配置的一個(gè)實(shí)例的方框圖；
圖7至圖9是相似的視圖，示出了應(yīng)用本發(fā)明的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)的配置的不同的實(shí)例；以及圖10是示出應(yīng)用本發(fā)明的個(gè)人計(jì)算機(jī)的配置的一個(gè)實(shí)例的方框圖。
具體實(shí)施例方式
在詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例之前，先描述在所附權(quán)利要求書中列舉的一些特征與下述優(yōu)選實(shí)施例的特定元件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。然而，該描述僅僅是用于確認(rèn)在權(quán)利要求書中列舉的用來支持本發(fā)明的特定元件已經(jīng)在對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行的描述中公開了。因此，即使某個(gè)在實(shí)施例的描述中列舉的特定元件沒有在下面的描述中作為一個(gè)特征來列舉，也不表示該特定的元件不與該特征相對(duì)應(yīng)。相反，即使某個(gè)特定元件作為與特征中的一個(gè)特征相對(duì)應(yīng)的元件來列舉，也不表示該元件不與該元件的特征之外的任何其它特征相對(duì)應(yīng)。
而且，下面的描述不表示與在本發(fā)明的實(shí)施例中描述的特定元件相對(duì)應(yīng)的本發(fā)明都在權(quán)利要求書中描述了。換句話說，下面的描述不否認(rèn)存在著一個(gè)發(fā)明，其與本發(fā)明實(shí)施例中描述過的、但沒有在權(quán)利要求書中列舉一個(gè)特定元件相對(duì)應(yīng)，也就是，這些描述不否認(rèn)存在著一個(gè)發(fā)明，作為對(duì)權(quán)利要求后續(xù)修改的結(jié)果，可以作為分案專利申請(qǐng)來提交或者附加地包含在本專利申請(qǐng)中。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種解碼設(shè)備(例如，圖3的ABP解碼設(shè)備)，用于對(duì)環(huán)R上的線性碼執(zhí)行解碼處理。解碼設(shè)備包括重復(fù)解碼裝置(例如，圖3的解碼控制部分、接收字保持部分、奇偶校驗(yàn)矩陣對(duì)角化部分、置信傳播部分、LLR計(jì)算部分、LLR可靠性順序搜索部分以及解碼部分)，用于執(zhí)行重復(fù)解碼，其中為提供進(jìn)來的代碼字使用置信傳播；解碼字列表產(chǎn)生裝置(例如，圖3的解碼字附加部分)，用于產(chǎn)生并保持由重復(fù)解碼裝置重復(fù)解碼而獲得的解碼字的列表；以及解碼字選擇裝置(例如，圖3的解碼字選擇部分)，用于從由解碼字列表產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生的解碼字列表中選擇一個(gè)解碼字。
重復(fù)解碼裝置包括保持裝置(例如，圖3的接收字保持部分)，用于保持代碼字和有關(guān)可靠性順序的信息，其中該可靠性順序是代碼字的符號(hào)值的可靠性值的順序；對(duì)角化裝置(例如，圖3的奇偶校驗(yàn)矩陣對(duì)角化部分)，基于在該保持裝置中保持的有關(guān)可靠性順序的信息對(duì)奇偶校驗(yàn)矩陣進(jìn)行對(duì)角化；置信傳播裝置(例如，圖3的置信傳播部分)，用于使用由該對(duì)角化裝置進(jìn)行對(duì)角化的奇偶校驗(yàn)矩陣執(zhí)行置信傳播以更新消息；對(duì)數(shù)似然比計(jì)算裝置(例如，圖3的LLR計(jì)算部分)，用于使用置信傳播裝置執(zhí)行置信傳播所更新的消息，來計(jì)算每個(gè)代碼字符號(hào)的對(duì)數(shù)似然比；可靠性順序搜索裝置(例如，圖3的LLR可靠性順序搜索部分)，用于搜索由對(duì)數(shù)似然比計(jì)算裝置所計(jì)算的對(duì)數(shù)似然比的可靠性順序，并使用對(duì)數(shù)似然比和對(duì)數(shù)似然比的可靠性順序的信息，更新代碼字和在保持裝置中保持的有關(guān)可靠性順序的信息；解碼裝置(例如，圖3的解碼部分)，用于使用對(duì)數(shù)似然比計(jì)算裝置所計(jì)算的對(duì)數(shù)似然比來執(zhí)行解碼；以及解碼控制裝置(例如，圖3的解碼控制部分)，用于控制對(duì)角化裝置、置信傳播裝置、對(duì)數(shù)似然比計(jì)算裝置、可靠性順序搜索裝置和解碼裝置，以便分別地、按照預(yù)定次數(shù)重復(fù)奇偶校驗(yàn)矩陣的對(duì)角化、置信傳播、對(duì)數(shù)似然比的計(jì)算、可靠性順序的搜索和解碼。
該預(yù)定次數(shù)可以具有一個(gè)預(yù)先確定的值(例如，圖4的最大內(nèi)部重復(fù)次數(shù)N1和最大外部重復(fù)次數(shù)N2)。
對(duì)角化裝置可以優(yōu)先地按照從與具有最低可靠性值的接收符號(hào)相對(duì)應(yīng)奇偶校驗(yàn)矩陣的列開始的順序執(zhí)行對(duì)角化(例如，圖4的步驟S23)。
對(duì)角化裝置可按照與列相對(duì)應(yīng)的接收符號(hào)的可靠性的升序，排列奇偶校驗(yàn)矩陣的列，根據(jù)預(yù)定的方法重排該順序的一部分，以及以重排的順序?qū)ζ媾夹ｒ?yàn)矩陣的列執(zhí)行對(duì)角化(例如，圖4的步驟S22)。
對(duì)角化裝置可預(yù)先準(zhǔn)備多個(gè)不同的確定方法，用于為待執(zhí)行對(duì)角化的奇偶校驗(yàn)矩陣的列的優(yōu)先級(jí)排序確定初始值，并在每次啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)順序排序的時(shí)候改變要使用的確定方法(例如，圖4的步驟S22)。
解碼裝置可使用對(duì)數(shù)似然比計(jì)算裝置所計(jì)算的對(duì)數(shù)似然比來執(zhí)行硬定義解碼(例如，圖4的步驟S27)。
解碼裝置可使用有限域Fq(q＝pm)代數(shù)-幾何碼或同構(gòu)(isomorphic)碼，并對(duì)作為輸入而接收的多次更新所獲得的可靠性值進(jìn)行解碼，這里p是質(zhì)數(shù)(例如，圖4的步驟S27)。
解碼裝置可接收由多次更新所獲得的可靠性值作為輸入，來根據(jù)Sudan算法、Grusuwami-Sudan算法或用于代數(shù)-幾何碼的Reed-Solomon碼、BCH碼或同構(gòu)碼的其它算法來執(zhí)行硬判決列表解碼(例如，圖4的步驟S27)。
解碼裝置可接收由多次更新所獲得的可靠性值作為輸入，以便根據(jù)Koetter-Vardy算法或用于代數(shù)-幾何碼的Reed-Solomon碼、BCH碼或同構(gòu)碼的其它算法來執(zhí)行冗余設(shè)置和軟判決列表解碼(例如，圖4的步驟S27)。
解碼字選擇裝置可對(duì)寄存在解碼字列表中的解碼字執(zhí)行最大后驗(yàn)(posteriori)概率解碼，以便選擇一個(gè)解碼字(例如，圖4的步驟S35)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種解碼設(shè)備的解碼方法，用于對(duì)環(huán)R上的線性碼執(zhí)行解碼處理。解碼方法包括重復(fù)解碼步驟(例如，圖4的步驟S23至S27)，其中對(duì)提供進(jìn)來的代碼字使用置信傳播來執(zhí)行重復(fù)解碼；解碼字列表產(chǎn)生步驟(例如，圖4的步驟S28)，用于產(chǎn)生一個(gè)在重復(fù)解碼步驟的處理中所獲得的解碼字的列表，并將所產(chǎn)生的解碼字列表放置在保持部分中；以及解碼字選擇步驟(例如，圖4的步驟S35)，用于從在解碼字列表產(chǎn)生步驟的處理中所產(chǎn)生的解碼字列表中選擇一個(gè)解碼字。
另外，本發(fā)明的程序包括與根據(jù)本發(fā)明的上述解碼方法相同的步驟。
現(xiàn)在，參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。
首先參考圖3，其示出了應(yīng)用本發(fā)明的解碼設(shè)備的配置的一個(gè)實(shí)例。
圖3所示的解碼設(shè)備整體由31標(biāo)記，并構(gòu)成一個(gè)ABP(自適應(yīng)置信傳播)解碼設(shè)備，它接收一個(gè)接收字作為輸入并輸出通過解碼該輸入的接收字而獲得的解碼字。ABP解碼設(shè)備31包括解碼控制部分41、接收字保持部分42、可靠性順序搜索部分43、順序轉(zhuǎn)換部分44、奇偶校驗(yàn)矩陣對(duì)角化部分45、置信傳播部分46以及LLR計(jì)算部分47。ABP解碼設(shè)備31還包括LLR可靠性順序搜索部分48、解碼部分49、解碼字附加部分50、內(nèi)部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分51、外部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分52以及解碼字選擇部分53。
解碼控制部分41控制ABP解碼設(shè)備31的相關(guān)組件，以便執(zhí)行與控制由ABP解碼設(shè)備31所執(zhí)行的解碼處理相關(guān)的處理。接收字保持部分42從ABP解碼設(shè)備31的外部獲取提供進(jìn)來的接收字(代碼字)，并臨時(shí)保持所獲取的接收字。此外，如果響應(yīng)于可靠性順序搜索部分43的接收符號(hào)的可靠性程度，對(duì)這種接收字的接收符號(hào)執(zhí)行優(yōu)先級(jí)排序，那么接收字保持部分42就按照與接收符號(hào)的相應(yīng)關(guān)系保持優(yōu)先級(jí)排序信息。而且，接收字保持部分42獲取從LLR可靠性順序搜索部分48提供進(jìn)來的更新的LLR值以及該LLR值的可靠性排序(優(yōu)先級(jí)排序)信息(更新所保持的信息)。接收字保持部分42將以這種方式保持的接收符號(hào)的優(yōu)先級(jí)排序信息提供給順序轉(zhuǎn)換部分44。
可靠性順序搜索部分43按照接收符號(hào)的絕對(duì)值幅值，對(duì)保持在接收字保持部分42中的接收字(代碼字)的接收符號(hào)的可靠性進(jìn)行排序。例如，可靠性順序搜索部分43以可靠性順序升序(從最低的絕對(duì)值開始的順序)對(duì)接收符號(hào)應(yīng)用優(yōu)先級(jí)排序，以便確定隨著接收符號(hào)的絕對(duì)值變得越高，可靠性變得越高。
順序轉(zhuǎn)換部分44由解碼控制部分41進(jìn)行控制，以便按照預(yù)定的算法對(duì)從接收字保持部分42提供進(jìn)來的接收字(接收符號(hào))的優(yōu)先級(jí)排序信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以便重排該信息。特別地，順序轉(zhuǎn)換部分44按照由解碼控制部分41所選擇的預(yù)先準(zhǔn)備的多個(gè)預(yù)定方法中的一種方法，對(duì)接收字(接收符號(hào))的優(yōu)先級(jí)排序進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將通過轉(zhuǎn)換而獲得的信息提供給奇偶校驗(yàn)矩陣對(duì)角化部分45。
奇偶校驗(yàn)矩陣對(duì)角化部分45由解碼控制部分41進(jìn)行控制，以便基于由順序轉(zhuǎn)換部分44提供的轉(zhuǎn)換后的接收字(接收符號(hào))的優(yōu)先級(jí)排序信息或者由接收字保持部分42提供的接收字(接收符號(hào))的優(yōu)先級(jí)排序信息，對(duì)奇偶校驗(yàn)矩陣H的列的執(zhí)行對(duì)角化。奇偶校驗(yàn)矩陣對(duì)角化部分45將對(duì)角化之后的奇偶校驗(yàn)矩陣Hnew提供給置信傳播部分46。
置信傳播部分46使用從奇偶校驗(yàn)矩陣對(duì)角化部分45提供進(jìn)來的奇偶校驗(yàn)矩陣Hnew來執(zhí)行置信傳播，以便更新消息并將更新的消息提供給LLR計(jì)算部分47。LLR計(jì)算部分47基于提供進(jìn)來的消息計(jì)算LLR值，來更新LLR值。LLR計(jì)算部分47將更新的LLR值提供給LLR可靠性順序搜索部分48。
LLR可靠性搜索部分48搜索由LLR計(jì)算部分47更新的LLR值的可靠性順序，并將搜索出的信息(更新的LLR值和有關(guān)該LLR值的可靠性順序信息)提供給接收字保持部分42和解碼部分49。解碼部分49對(duì)提供進(jìn)來的LLR值進(jìn)行解碼，并將得到的解碼字提供給解碼字附加部分50。要注意的是，解碼部分49的解碼方法可以是，例如臨界距離解碼、硬判決解碼、K-V列表解碼或任意其它方法。
解碼字附加部分50對(duì)從解碼部分49提供進(jìn)來的作為解碼結(jié)果的解碼字編制列表，并保持結(jié)果解碼字列表50A(產(chǎn)生并保持解碼字列表)。特別地，解碼字附加部分50包括在其內(nèi)部的例如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器或硬盤的存儲(chǔ)介質(zhì)上形成的存儲(chǔ)區(qū)域，并將作為結(jié)果的解碼字作為解碼字列表(解碼字列表50A)保持在該存儲(chǔ)區(qū)域中。當(dāng)從解碼部分49提供新的解碼字時(shí)，解碼字附加部分50將該解碼字附加存儲(chǔ)在解碼字列表50A中。然后，解碼字附加部分50將一個(gè)表示結(jié)束處理的處理結(jié)束通知提供給內(nèi)部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分51。
內(nèi)部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分51在其內(nèi)部具有一個(gè)計(jì)數(shù)器，它對(duì)內(nèi)部重復(fù)解碼的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)并保持計(jì)數(shù)值。特別地，每當(dāng)從解碼字附加部分50接收到處理結(jié)束通知時(shí)，該內(nèi)部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分51就計(jì)數(shù)接收到這種通知的次數(shù)，并將作為結(jié)果的計(jì)數(shù)值(關(guān)于直到那時(shí)所執(zhí)行的內(nèi)部重復(fù)解碼次數(shù)的信息)提供給解碼控制部分41。解碼控制部分41基于該計(jì)數(shù)值判斷是否應(yīng)當(dāng)結(jié)束內(nèi)部重復(fù)解碼。當(dāng)應(yīng)當(dāng)結(jié)束內(nèi)部重復(fù)解碼的時(shí)候，解碼控制部分41控制順序轉(zhuǎn)換部分44來執(zhí)行接收符號(hào)的優(yōu)先級(jí)排序的轉(zhuǎn)換處理，并重置內(nèi)部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分51的計(jì)數(shù)值。此外，解碼控制部分41控制外部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分52，以便遞增外部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分52的計(jì)數(shù)值。當(dāng)不應(yīng)當(dāng)結(jié)束外部重復(fù)解碼的時(shí)候，解碼控制部分41控制奇偶校驗(yàn)矩陣對(duì)角化部分45來執(zhí)行奇偶校驗(yàn)矩陣H的對(duì)角化。
外部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分52在其內(nèi)部具有一個(gè)計(jì)數(shù)器，它對(duì)外部重復(fù)解碼的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)并保持計(jì)數(shù)值。特別地，外部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分52在解碼控制部分41的控制下遞增其計(jì)數(shù)值，以便計(jì)數(shù)外部重復(fù)解碼的次數(shù)。然后，每當(dāng)外部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分52計(jì)數(shù)的時(shí)候，它就控制解碼字選擇部分53來執(zhí)行解碼字的選擇。
解碼字選擇部分53由外部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分52來控制，以便從解碼字附加部分50獲取解碼字列表50A，并從寄存在解碼字列表50A中的解碼字中選擇一個(gè)最優(yōu)的解碼字(最可能的解碼字)。這時(shí)，解碼字選擇部分53對(duì)解碼字列表50A的解碼字執(zhí)行例如MAP(最大A后驗(yàn)概率)解碼，以便選擇一個(gè)最優(yōu)的解碼字。解碼字選擇部分53將所選擇的解碼字輸出到ABP解碼設(shè)備31之外。
下面參考圖4的流程圖描述上述這種解碼處理的流程。要注意的是，這里是對(duì)適當(dāng)應(yīng)用的特定實(shí)例給出的描述。特別地，以一個(gè)特定實(shí)例來描述如下解碼處理，這里，有限域?yàn)镕23，并且線性碼c是具有代碼長度為7、信息長度為3的Reed-Solomon碼的RS(7，3)。
在描述解碼處理的流程之前，描述奇偶校驗(yàn)矩陣H。這里值得注意的是，F(xiàn)23的原根(primitive root)由α來表示，并且本原多項(xiàng)式由下列表達(dá)式(13)來表示α3+α+1＝0......(13)同時(shí)，代碼形式的生成多項(xiàng)式由下列表達(dá)式(14)來表示
g(x)＝(x+1)(x+α)(x+α2)(x+α3) ......(14)在這種情況下，代碼空間C的奇偶校驗(yàn)矩陣H由下列表達(dá)式(15)給出H=11111111αα2α3α4α5α61α2α4α6α8α10α121α3α6α9α12α15α18---(15)]]>從表達(dá)式(15)可見，奇偶校驗(yàn)矩陣H是4行×7列的矩陣。
順帶地，由于有限域F23是F2的三元擴(kuò)展，因此就可以在四維空間上展開所有的矩陣。特別地，如果由上述表達(dá)式(15)給出的奇偶校驗(yàn)矩陣H是三維展開的，那么就可以基于F2獲得如下列表達(dá)式(16)所表示的12行×21列的奇偶校驗(yàn)矩陣HexpHexp=100100100100100100100010010010010010010010001001001001001001001100010101110111011001010101110111011001100001100010101110111011100101111001010110011010110011100101111001001010110011100101111100110001101011010111010111100110001101011001101011010111100110---(16)]]>在這種情況下，與奇偶校驗(yàn)矩陣H的情況類似，在F2上將相應(yīng)的代碼字展開成21位，如下列表達(dá)式(17)所示c＝(c1，c2，c3，c4，...，c21)＝(0，1，0，1，1，0，0，0，1，1，0，0，0，0，0，1，1，0，0，0，1) ...(17)假設(shè)，通過BPSK調(diào)制代碼字并在AWGN信道上傳輸該BPSK調(diào)制的代碼字，例如獲得如下列表達(dá)式(18)所表示的接收字y作為LLR
y＝(-1.54，0.89，0.25，-0.17，2.49，-0.18，-1.31，-1.82，2.25，1.32，-2.69，0.95，-1.55，-0.34，1.26，4.08，3.28，-2.40，-1.71，-1.36，3.79)...(18)當(dāng)把上面給出的這種接收字y提供給ABP解碼設(shè)備31并且接收字保持部分42保持該接收字y時(shí)，開始解碼處理。在解碼處理開始之后，首先在步驟S21，可靠性順序搜索部分43搜索保持在接收字保持部分42中的接收字y(也就是LLR)的接收符號(hào)的可靠性順序。
例如，如果可靠性順序搜索部分43對(duì)由上述表達(dá)式(18)所表示的接收字y的可靠性順序進(jìn)行搜索，以便按可靠性升序?qū)邮辗?hào)進(jìn)行排序，那么就獲得了下列表達(dá)式(19) 簡而言之，在這種情況下，待對(duì)角化的奇偶校驗(yàn)矩陣Hexp(表達(dá)式(16))的列索引的順序是按下面所給定的，這里按照從左開始的優(yōu)先級(jí)排序的升序來排隊(duì)4，6，3，14，2，12，15，7，10，20，1，13，19，8，9，18，5，11，17，21，16在步驟S22中，遇到必要時(shí)，順序轉(zhuǎn)換部分44以這種方式轉(zhuǎn)換接收符號(hào)的優(yōu)先級(jí)排序的順序(也就是，奇偶校驗(yàn)矩陣Hexp中待對(duì)角化的列的優(yōu)先級(jí)順序)。例如，當(dāng)以可靠性升序?qū)?yōu)先級(jí)排序應(yīng)用到接收符號(hào)時(shí)，順序轉(zhuǎn)換部分44以上述順序設(shè)置(或改變)接收符號(hào)的優(yōu)先級(jí)排序。
然后在步驟S23，奇偶校驗(yàn)矩陣對(duì)角化部分45按照步驟S22所沒置(改變)的順序執(zhí)行奇偶校驗(yàn)矩陣Hexp的對(duì)角化。
例如，如果奇偶校驗(yàn)矩陣對(duì)角化部分45按照上述接收符號(hào)的優(yōu)先級(jí)排序的順序，對(duì)由表達(dá)式(16)慚的奇偶校驗(yàn)矩陣Hexp的列進(jìn)行對(duì)角化，那么就獲得了由下列表達(dá)式(20)所表示的奇偶校驗(yàn)矩陣Hnew
在上面的表達(dá)式(20)中，每個(gè)包括由方框表示的奇偶校驗(yàn)矩陣Hnew的因子的列都是應(yīng)用了對(duì)角化的列。在步驟S24，置信傳播部分46使用由上述表達(dá)式(20)表示的奇偶校驗(yàn)矩陣Hnew來執(zhí)行置信傳播以便更新消息。然后在步驟S25，LLR計(jì)算部分47使用更新的消息來更新外部信息，并進(jìn)一步計(jì)算LLR值(更新該LLR值)。在步驟S26，LLR可靠性順序搜索部分48搜索LLR值的可靠性順序。由于置信傳播部分46、LLR計(jì)算部分47和LLR可靠性順序搜索部分48使用由上面給出的表達(dá)式(20)所表示的奇偶校驗(yàn)矩陣Hnew，來以這種方式執(zhí)行與更新LLR值有關(guān)的處理，例如就能夠獲得由下列表達(dá)式(21)所表示的這種新的LLR值和該LLR值的可靠性排序 LLR可靠性順序搜索部分48將該信息放置在接收字保持部分42中，并且還將該信息提供給解碼部分49。在步驟S27，解碼部分49對(duì)更新的新LLR值(表達(dá)式(21))執(zhí)行諸如硬判決解碼、臨界距離解碼或K-V列表解碼的解碼，以便獲得解碼字。要注意的是，解碼部分49可使用任意方法作為解碼方法。
在以這種方式獲得解碼字之后，解碼字附加部分50在步驟S28將最近獲得的解碼字添加到解碼字列表50A中。在步驟S29，內(nèi)部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分51對(duì)作為內(nèi)部重復(fù)解碼的次數(shù)的內(nèi)部重復(fù)數(shù)Tin進(jìn)行計(jì)數(shù)(遞增該計(jì)數(shù)值)。
在步驟S30，解碼控制部分41判斷內(nèi)部重復(fù)數(shù)Tin(也就是由內(nèi)部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分51所計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值)是否大于等于一個(gè)最大內(nèi)部重復(fù)次數(shù)N1(達(dá)到該最大內(nèi)部重復(fù)次數(shù)N1)，其中該最大內(nèi)部重復(fù)次數(shù)N1是作為內(nèi)部重復(fù)解碼停止條件SC1而預(yù)先確定的預(yù)定閾值。
如果解碼控制部分41判斷該內(nèi)部重復(fù)數(shù)Tin低于該最大內(nèi)部重復(fù)次數(shù)N1(也就是，該內(nèi)部重復(fù)數(shù)Tin沒有達(dá)到該最大內(nèi)部重復(fù)次數(shù)N1)，那么該解碼控制部分41就使處理返回到步驟S23，以便執(zhí)行從步驟S23開始的處理。特別是，在這種情況下，該解碼控制部分41控制奇偶校驗(yàn)矩陣對(duì)角化部分45。奇偶校驗(yàn)矩陣對(duì)角化部分45從接收字保持部分42獲取最近的LLR值，以便執(zhí)行奇偶校驗(yàn)矩陣H的對(duì)角化。
重復(fù)步驟S23到S30的處理，來執(zhí)行上述內(nèi)部重復(fù)解碼。如果在步驟S30判定該內(nèi)部重復(fù)數(shù)Tin大于等于該最大內(nèi)部重復(fù)次數(shù)N1(也就是，內(nèi)部重復(fù)數(shù)Tin達(dá)到最大內(nèi)部重復(fù)次數(shù)N1)，那么解碼控制部分41使處理前進(jìn)到步驟S31。
在步驟S31，內(nèi)部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分51在解碼控制部分41的控制下重置該內(nèi)部重復(fù)數(shù)Tin，以便還原其初始值。在步驟S32，外部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分52在解碼控制部分41的控制下對(duì)作為外部重復(fù)解碼次數(shù)的外部重復(fù)數(shù)Tout進(jìn)行計(jì)數(shù)(遞增計(jì)數(shù)值)。
然后在步驟S33，解碼控制部分41判斷該外部重復(fù)數(shù)Tout(也就是，外部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分52所計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值)是否大于等于一個(gè)最大外部重復(fù)次數(shù)N2(達(dá)到該最大外部重復(fù)次數(shù)N2)，其中該最大外部重復(fù)次數(shù)N2是作為外部重復(fù)解碼停止條件SC2而預(yù)先確定的預(yù)定閾值。
如果解碼控制部分41判定該外部重復(fù)數(shù)Tout小于該最大外部重復(fù)次數(shù)N2(外部重復(fù)數(shù)Tout沒有達(dá)到該最大外部重復(fù)次數(shù)N2)，那么它就將處理返回到步驟S22，以便執(zhí)行從步驟S22開始的處理。換句話說，在這種情況下，解碼控制部分41控制順序轉(zhuǎn)換部分44。順序轉(zhuǎn)換部分44從接收字保持部分42獲得最近的LLR值，并按照預(yù)定的方法對(duì)LLR值的接收符號(hào)的優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
特別地，順序轉(zhuǎn)換部分44預(yù)先準(zhǔn)備多個(gè)彼此不同的方法(設(shè)置順序的方法)作為奇偶校驗(yàn)矩陣的對(duì)角化優(yōu)先級(jí)排序的設(shè)置方法(對(duì)內(nèi)部重復(fù)解碼中的優(yōu)先級(jí)排序設(shè)置初始值)。解碼控制部分41從這些方法中選擇一個(gè)尚未使用的方法，并發(fā)出一條指令來執(zhí)行所選擇的方法。順序轉(zhuǎn)換部分44在解碼控制部分41的控制下(使用所選擇的方法)對(duì)奇偶校驗(yàn)矩陣的對(duì)角化優(yōu)先級(jí)排序進(jìn)行設(shè)置(轉(zhuǎn)換其順序)。
例如，假設(shè)順序轉(zhuǎn)換部分44采用接收字的LLR值的可靠性值的升序作為內(nèi)部重復(fù)解碼的第一周期中的優(yōu)先級(jí)排序的初始值(在第一次外部重復(fù)中由順序轉(zhuǎn)換部分44所設(shè)置的優(yōu)先級(jí)排序)。這時(shí)，由上述表達(dá)式(19)所表示的接收字y中的奇偶校驗(yàn)矩陣的對(duì)角化優(yōu)先級(jí)排序的索引按下面給出的從左開始的順序排隊(duì)[4，6，3，14，2，12，15]，[7，10，20，1，13，19，8]，[9，18，5，11，17，21，16]相反，在第二次內(nèi)部重復(fù)解碼中對(duì)優(yōu)先級(jí)排序設(shè)置初始值時(shí)(當(dāng)順序轉(zhuǎn)換部分44在第二次外部重復(fù)解碼中設(shè)置優(yōu)先級(jí)排序時(shí))，順序轉(zhuǎn)換部分44采用不同于上述方法的一種方法。例如，順序轉(zhuǎn)換部分44改變上述的索引的順序，以便執(zhí)行如下的21/N2＝21/3＝7列的交換[7，10，20，1，13，19，18]，[4，6，3，14，2，12，15]，[9，18，5，11，17，21，16]特別地，在這種情況下，在第一次內(nèi)部重復(fù)解碼中的優(yōu)先級(jí)排序的初始值順序中，在第1至第7優(yōu)先級(jí)排序的接收符號(hào)和第8至第14優(yōu)先級(jí)排序的接收符號(hào)之間交換優(yōu)先級(jí)排序。此外，順序轉(zhuǎn)換部分44為第二次內(nèi)部重復(fù)解碼中的優(yōu)先級(jí)排序的初始值，采用如下的另一種7位交換方法[9，18，5，11，17，21，16]，[4，6，3，14，2，12，15]，[7，10，20，1，13，19，8]特別地，在這種情況下，第二次內(nèi)部重復(fù)解碼中優(yōu)先級(jí)排序的初始值順序中的優(yōu)先級(jí)排序在第1至第7優(yōu)先級(jí)排序的接收符號(hào)和第15至第21優(yōu)先級(jí)排序的接收符號(hào)之間交換。
結(jié)果，順序轉(zhuǎn)換部分44可以在每個(gè)互相不同的內(nèi)部重復(fù)解碼周期中，為優(yōu)先級(jí)排序產(chǎn)生初始值。在第一個(gè)內(nèi)部重復(fù)周期中，奇偶校驗(yàn)矩陣對(duì)角化部分45獲取由順序轉(zhuǎn)換部分44按這種方式所設(shè)置的初始值，并按照初始值的順序執(zhí)行奇偶校驗(yàn)矩陣的對(duì)角化。
以上述這種方式重復(fù)步驟S22至S33的處理，來執(zhí)行外部重復(fù)解碼。然后，如果解碼控制部分41在步驟S33判定該外部重復(fù)數(shù)Tout大于等于最大外部重復(fù)次數(shù)N2(外部重復(fù)數(shù)Tout達(dá)到最大外部重復(fù)次數(shù)N2)，那么處理就前進(jìn)到步驟S34。
在步驟S34，外部重復(fù)次數(shù)計(jì)數(shù)部分52在解碼控制部分41的控制下，重置外部重復(fù)數(shù)Tout以便還原其初始值。然后在步驟S35，解碼字選擇部分53執(zhí)行MAP解碼等，以便從解碼字附加部分50所產(chǎn)生的解碼字列表中選擇一個(gè)可能是最優(yōu)的解碼字(最可能的解碼字)，并將所選擇的解碼字作為解碼字輸出到ABP解碼設(shè)備31的外部。
在完成步驟S35的處理之后，解碼字選擇部分53結(jié)束解碼處理。ABP解碼設(shè)備31為每個(gè)接收的接收字執(zhí)行如上所述的這種解碼處理。
圖5是示出對(duì)由上述傳統(tǒng)ABP解碼方法所解碼的簡縮Reed-Solomon碼RS(7，3)的解碼性能與由應(yīng)用本發(fā)明的上述ABP解碼方法所解碼的簡縮Reed-Solomon碼RS(7，3)的解碼性能之間進(jìn)行比較的圖表。
參考圖5，由曲線61表示的圖形表示應(yīng)用傳統(tǒng)ABP解碼方法的解碼性能，由曲線62表示的另一個(gè)圖形表示使用應(yīng)用本發(fā)明的ABP解碼方法的解碼性能。要注意的是，在傳統(tǒng)ABP解碼方法中，成功進(jìn)行了臨界距離解碼作為內(nèi)部重復(fù)解碼停止條件SC1和SC2，并且該臨界距離解碼是基于更新的LLR值來執(zhí)行的。然而，在應(yīng)用本發(fā)明的ABP解碼方法中，最大內(nèi)部重復(fù)次數(shù)N1設(shè)置為5，而最大外部重復(fù)次數(shù)N2設(shè)置為1，在每一次重復(fù)中解碼的解碼字被保存為一個(gè)列表，并最后執(zhí)行MAP解碼。如圖5所示，在應(yīng)用本發(fā)明的ABP解碼方法(曲線62)的情況下，縱軸所表示的幀錯(cuò)誤率(FER)低于傳統(tǒng)ABP解碼方法(曲線61)情況下的幀錯(cuò)誤率。因此，可以看出錯(cuò)誤校正能力提高了。
如上所述，ABP解碼設(shè)備31為重復(fù)解碼所獲得的解碼字編制列表(將解碼字添加到解碼字列表中)，并在分別重復(fù)執(zhí)行了內(nèi)部重復(fù)解碼次數(shù)的內(nèi)部重復(fù)解碼和外部重復(fù)解碼次數(shù)的外部重復(fù)解碼之后，按照預(yù)定方法從作為結(jié)果的解碼字列表中選擇一個(gè)最優(yōu)的解碼字，其中上述內(nèi)部重復(fù)解碼次數(shù)和外部重復(fù)解碼次數(shù)是預(yù)先設(shè)置的預(yù)定次數(shù)。因此，就可以抑制出現(xiàn)不被認(rèn)為是解碼中出現(xiàn)的錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的可能性，從而實(shí)現(xiàn)更高的解碼性能。
另外，ABP解碼設(shè)備31不是在開始而是在執(zhí)行重復(fù)解碼之后為接收字執(zhí)行MAP解碼，以便減少候選解碼字。因此，不僅可以降低解碼處理的負(fù)荷并以較高的速度執(zhí)行解碼處理，而且還可以降低生產(chǎn)成本以及操作成本。
要注意的是，當(dāng)如上所述的執(zhí)行自適應(yīng)置信傳播來更新LLR值時(shí)，不必在所有的重復(fù)處理中執(zhí)行解碼或者將候選字添加到解碼字列表中，而是可以部分地執(zhí)行這些處理。例如，可以在內(nèi)部重復(fù)解碼的最后一個(gè)周期中執(zhí)行解碼，來將候選字添加到解碼字列表中。
此外，當(dāng)從作為結(jié)果的解碼字列表中選擇一個(gè)可能是最優(yōu)的解碼字的時(shí)候，可以不應(yīng)用MAP解碼，而應(yīng)用任意的選擇方法。例如，可通過這樣一個(gè)過程來選擇解碼字，即比較單個(gè)位(接收符號(hào))的可靠性值以便從列表中移走一個(gè)具有不小于預(yù)定數(shù)目的、可靠性小于等于預(yù)定的閾值的位的代碼字。
此外，雖然在前面的描述中，ABP解碼設(shè)備31對(duì)Reed-Solomon碼進(jìn)行解碼，但待解碼的編碼不限于此，而是，例如可對(duì)BCH碼進(jìn)行解碼或采用任意一種解碼方法進(jìn)行解碼。
現(xiàn)在，描述將上述這種ABP解碼應(yīng)用到錯(cuò)誤校正系統(tǒng)的方法的特定實(shí)例。圖6示出了將本發(fā)明的ABP解碼應(yīng)用到錯(cuò)誤校正系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。參考圖6，所示的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)100是一個(gè)用于電視廣播等的數(shù)字信號(hào)傳輸和接收系統(tǒng)，它包括編碼設(shè)備101、信道102和解碼設(shè)備103。
編碼設(shè)備101作為一個(gè)傳輸設(shè)備，例如在廣播站等之中，傳輸數(shù)字信號(hào)形式的電視信號(hào)。編碼設(shè)備101包括Reed-Solomon編碼部分(RS編碼部分)111、交織器(interleaver)112和卷積編碼部分113。
RS編碼部分111使用Reed-Solomon碼對(duì)輸入進(jìn)來的信息進(jìn)行編碼，并且輸出結(jié)果編碼。交織器112對(duì)輸入進(jìn)來的數(shù)字信息執(zhí)行重排，并輸出結(jié)果數(shù)字信息。卷積編碼部分113對(duì)輸入進(jìn)來的數(shù)字信息執(zhí)行卷積編碼并輸出結(jié)果碼。
從編碼設(shè)備101外部提供的用于傳輸?shù)臄?shù)字信息由編碼設(shè)備101的RS編碼部分111進(jìn)行Reed-Solomon編碼，然后提供給交織器112。交織器112對(duì)信息進(jìn)行重排(交織)，以便分散主要出現(xiàn)在作為通信線路的信道102中的突發(fā)錯(cuò)誤(burst error)。由于Reed-Solomon編碼涉及一個(gè)符號(hào)的多個(gè)位的錯(cuò)誤校正，因此交織器112以一個(gè)符號(hào)為單位為分散突發(fā)錯(cuò)誤執(zhí)行符號(hào)交織。
用于傳輸?shù)囊褕?zhí)行交織的數(shù)字信息還要由卷積編碼部分113進(jìn)行卷積編碼，這樣就基于多個(gè)信息塊順序地確定了代碼序列。例如，如果從交織器112為每個(gè)k位的信息塊提供數(shù)字信息，那么具有約束長度K的卷積編碼部分113就基于K個(gè)信息塊將該數(shù)字信息編碼成n位代碼塊，其中該K個(gè)信息塊不僅包括當(dāng)前周期提供的信息塊還包括過去提供的信息塊。
然后，經(jīng)卷積編碼的數(shù)字信息被轉(zhuǎn)換為一種數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)，其中該數(shù)據(jù)可由一個(gè)未示出的通信部分在信道102上傳輸并發(fā)出信號(hào)。換句話說，編碼設(shè)備101對(duì)提供進(jìn)來的電視信號(hào)進(jìn)行編碼和傳輸(廣播)。所傳輸?shù)膫鬏斪滞ㄟ^信道102提供到解碼設(shè)備103。換言之，信道102是電視信號(hào)沿其傳輸?shù)挠芯€或無線傳輸線路。
解碼設(shè)備103形成，例如一個(gè)接收設(shè)備(數(shù)字電視接收機(jī)等)，接收從廣播站(編碼設(shè)備101)傳輸?shù)碾娨曅盘?hào)。解碼設(shè)備103包括卷積解碼部分121、解交織器122和ABP解碼部分131。
卷積解碼部分121對(duì)提供進(jìn)來的輸入執(zhí)行卷積碼的軟判決解碼，例如通過BCJR(Bahl、Cocke、Jelinek和Raviv)算法或SOVA(軟輸出維特比算法)解碼，并輸出作為結(jié)果的解碼字。解交織器122將交織的信息返回到原始順序的信息。ABP解碼部分131與圖3所示的ABP解碼設(shè)備31相對(duì)應(yīng)，它適用于錯(cuò)誤校正系統(tǒng)100，并具有基本上與ABP解碼設(shè)備31相似的配置并執(zhí)行與ABP解碼設(shè)備31相似的處理。因此，上面給出的對(duì)ABP解碼設(shè)備31的描述可以應(yīng)用到對(duì)ABP解碼部分131的配置和處理內(nèi)容的描述上，因此，為避免冗長這里省略了對(duì)它們的詳細(xì)描述。然而，ABP解碼部分131通常對(duì)從解交織器122提供進(jìn)來的信息(軟判決解碼的解交織結(jié)果)執(zhí)行ABP重復(fù)解碼處理，通過MAP解碼等從由ABP重復(fù)解碼處理產(chǎn)生的解碼字列表中選擇一個(gè)的最優(yōu)的解碼字，并輸出所選擇的解碼字。
解碼設(shè)備103解碼所接收的電視信號(hào)。特別地，解碼設(shè)備103通過未示出的通信部分接收在信道102上傳輸?shù)膫鬏斪帧Ｔ撍邮盏膫鬏斪?也就是，接收字)被提供給卷積解碼部分121，這樣就可以執(zhí)行卷積碼的軟判決解碼。解交織器122獲取卷積解碼接收字，并按照與編碼設(shè)備101的交織器112所執(zhí)行的交織方法相對(duì)應(yīng)的方法，對(duì)信息進(jìn)行解交織，以便還原交織信息的原始順序。ABP解碼部分131按照上述方法對(duì)還原了順序的數(shù)字信息執(zhí)行ABP重復(fù)解碼，并在由ABP更新可靠性值之后，執(zhí)行硬判決后的臨界距離解碼、列表解碼或軟判決列表解碼，其中軟值被原樣輸入。然后，ABP解碼部分131將作為結(jié)果的解碼字(重新產(chǎn)生的與編碼設(shè)備101編碼之前的數(shù)字信息相同的數(shù)字信息)輸出到解碼設(shè)備103的外部。
圖6的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)100中的解碼設(shè)備103可按上述方式容易地執(zhí)行高性能的解碼處理，并能獲得較高精確度的通信。此外，由于在ABP解碼部分131執(zhí)行MAP解碼之前解碼設(shè)備103執(zhí)行重復(fù)解碼來減少候選解碼字，因此就能減少解碼處理的負(fù)荷，并且可以抑制解碼設(shè)備103的生產(chǎn)成本和操作成本。
要注意的是，雖然上面描述的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)100使用Reed-Solomon碼，但所使用的編碼不限于此，例如可以采用BCH碼或使用任意其它的編碼方法。
圖7示出了將本發(fā)明的ABP解碼應(yīng)用于另一錯(cuò)誤校正系統(tǒng)的另一實(shí)例。參考圖7，所示的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)150包括編碼設(shè)備151、信道152和解碼設(shè)備153，它用于諸如數(shù)字電視系統(tǒng)的數(shù)字通信系統(tǒng)。
編碼設(shè)備151是一個(gè)與圖6的編碼設(shè)備101相似的設(shè)備，它具有基本上與編碼設(shè)備101相似的配置，并執(zhí)行與編碼設(shè)備101相似的處理。特別地，編碼設(shè)備151包括RS編碼部分111、交織器112和卷積編碼部分113。編碼設(shè)備151的組件與編碼設(shè)備101的組件相似，因此在這里省略它們的重復(fù)描述以避免冗余。
信道152與圖6的信道102相似，是電視信號(hào)沿其傳輸?shù)臒o線或有線的傳輸線路。
解碼設(shè)備153包括卷積編碼部分161、解交織器122、ABP解碼部分131、以及交織器112。卷積解碼部分161獲取通過一個(gè)未示出的通信部分接收到的一個(gè)接收字(通過信道152從編碼設(shè)備151傳輸?shù)膫鬏斪?，并使用例如BCJR算法或SOVA對(duì)接收字執(zhí)行軟判決解碼。然后，卷積解碼部分161將經(jīng)軟判決解碼的接收字提供給解交織器122。而且，再次對(duì)由ABP解碼部分131執(zhí)行ABP重復(fù)解碼的接收字進(jìn)行交織，并且從交織器112提供到卷積解碼部分161。與未示出的通信部分所提供的接收字的情況相似，ABP解碼部分131還使用例如BCJR算法或SOVA，對(duì)接收字執(zhí)行軟判決解碼，并將經(jīng)解碼的接收字提供給解交織器122。
解交織器122與圖6的解碼設(shè)備103中的操作相似，它對(duì)從卷積解碼部分161提供進(jìn)來的軟判決解碼結(jié)果進(jìn)行解交織，并將解交織結(jié)果提供給ABP解碼部分131。
ABP解碼部分131與圖6的解碼設(shè)備103中的操作相似，它對(duì)從解交織器122提供進(jìn)來的信息(解交織的軟判決結(jié)果)執(zhí)行ABP重復(fù)解碼處理。然后，ABP解碼部分131通過MAP解碼等從ABP重復(fù)解碼處理所產(chǎn)生的解碼字列表中選擇一個(gè)最優(yōu)的解碼字，并輸出所選擇的解碼字。此外，ABP解碼部分131將該解碼字提供給交織器112。
交織器112與編碼設(shè)備151中的操作相似，將從ABP解碼部分131提供進(jìn)來的信息(解碼字)交織為預(yù)定順序的信息。交織器112的交織模式與編碼設(shè)備151中的情形相似。以這種方式交織的數(shù)字信息提供給卷積解碼部分161。
如上所述，解碼設(shè)備153對(duì)通過解交織器122和交織器112對(duì)經(jīng)由未示出的通信部分而獲得的接收字，重復(fù)執(zhí)行由卷積解碼部分161執(zhí)行的軟判決解碼，以及由ABP解碼部分131執(zhí)行的重復(fù)解碼，以便連續(xù)地降低解碼處理中的解碼錯(cuò)誤可能性。要注意的是，整個(gè)解碼設(shè)備153重復(fù)解碼的次數(shù)可以是預(yù)先確定的，或者可以基于預(yù)定條件，例如應(yīng)當(dāng)執(zhí)行錯(cuò)誤校正的位置的數(shù)目來判斷是否應(yīng)當(dāng)停止這種重復(fù)。
以這種方式，在圖7的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)150中，解碼設(shè)備153可以容易地執(zhí)行高性能的解碼處理，并能夠以高精確度進(jìn)行通信。此外，由于在ABP解碼部分131執(zhí)行MAP解碼之前，解碼設(shè)備103通過執(zhí)行重復(fù)解碼減少了候選解碼字，因此就能降低解碼處理的負(fù)荷，并能夠抑制解碼設(shè)備103的生產(chǎn)成本和操作成本。
要注意的是，雖然上面描述的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)150使用Reed-Solomon碼，但所使用的編碼不限于此，例如可以采用BCH碼或使用任意其它的編碼方法。
圖8示出了將本發(fā)明的ABP解碼應(yīng)用于另一錯(cuò)誤校正系統(tǒng)的另一實(shí)例。參考圖8，所示出的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)200包括編碼設(shè)備201、信道202和解碼設(shè)備203，并用在數(shù)字記錄介質(zhì)記錄和再現(xiàn)設(shè)備中，例如DVD(數(shù)字多功能光盤)唱機(jī)。
特別地，記錄和再現(xiàn)設(shè)備(錯(cuò)誤校正系統(tǒng)200)通過編碼處理部分(201)對(duì)從外部提供進(jìn)來的數(shù)字信息進(jìn)行編碼，并通過未示出的記錄和再現(xiàn)處理部分將經(jīng)編碼的數(shù)字信息記錄在記錄介質(zhì)(信道202)上。此外，記錄和再現(xiàn)設(shè)備(錯(cuò)誤校正系統(tǒng)200)通過該記錄和再現(xiàn)部分對(duì)記錄在記錄介質(zhì)(信道202)上的數(shù)字信息進(jìn)行再現(xiàn)，通過解碼處理部分(解碼裝置203)對(duì)再現(xiàn)的數(shù)字信息執(zhí)行解碼處理，以便獲取原始數(shù)字信息，并向外輸出數(shù)字信息。
編碼設(shè)備201包括Reed-Solomon編碼部分(RS編碼部分)211-1至211-n(n是自然數(shù))，它對(duì)數(shù)字信息執(zhí)行彼此不同維數(shù)的Reed-Solomon編碼。
例如，來自編碼設(shè)備201外部的數(shù)字信息通過RS編碼部分211-1進(jìn)行第1維的Reed-Solomon編碼。然后，數(shù)字信息分別由RS編碼部分211-2至211-n連續(xù)進(jìn)行從第2維到第n維的Reed-Solomon編碼。當(dāng)RS編碼部分211-n的編碼完成時(shí)，編碼設(shè)備201將經(jīng)編碼的數(shù)字信息提供給記錄和再現(xiàn)處理部分(未示出)。
記錄和再現(xiàn)處理部分對(duì)從編碼設(shè)備201提供進(jìn)來的信息采用諸如NRZI(不歸零反轉(zhuǎn))轉(zhuǎn)換(NRZI編碼)的轉(zhuǎn)換，并將經(jīng)轉(zhuǎn)換的信息記錄在記錄介質(zhì)(信道202)上。此外，記錄和再現(xiàn)處理部分對(duì)記錄在記錄介質(zhì)(信道202)上的數(shù)字信息(Reed-Solomon編碼的數(shù)字信息)進(jìn)行再現(xiàn)，對(duì)再現(xiàn)的數(shù)字信息進(jìn)行逆NRZI轉(zhuǎn)換(解碼)，并將經(jīng)解碼的數(shù)字信息提供給解碼設(shè)備203。
解碼設(shè)備203是與編碼設(shè)備201相對(duì)應(yīng)的解碼器，它包括n個(gè)ABP解碼部分(ABP解碼部分231-1至231-n)，ABP解碼部分對(duì)數(shù)字信息執(zhí)行與不同維數(shù)有關(guān)的ABP重復(fù)解碼處理。
ABP解碼部分231-1至231-n分別與編碼設(shè)備201的RS編碼部分211-1至211-n相對(duì)應(yīng)，并執(zhí)行重復(fù)解碼處理和選擇處理，其中重復(fù)解碼處理中使用了ABP，選擇處理是從通過對(duì)有關(guān)維數(shù)的Reed-Solomon碼進(jìn)行重復(fù)解碼處理而獲得的解碼字列表中選擇一個(gè)最優(yōu)的解碼字。ABP解碼部分231-1至231-n具有與圖3所示的ABP解碼設(shè)備31基本上相似的配置，并執(zhí)行與ABP解碼設(shè)備31基本上相似的操作。因此，解碼設(shè)備203的ABP解碼部分可與圖6或7的ABP解碼部分131的情況相似，采用圖3的方框圖和圖4的流程圖。
特別地，在解碼設(shè)備203中，ABP解碼部分(ABP解碼部分231-1至231-n)執(zhí)行如上所述的重復(fù)解碼處理等。于是，如圖8所示，解碼設(shè)備203執(zhí)行與編碼設(shè)備201的操作相反的操作。特別地，在解碼設(shè)備203中，ABP解碼部分231-n先執(zhí)行有關(guān)第n維的解碼處理，然后串聯(lián)連接的ABP解碼部分通過連續(xù)降低維數(shù)到第n-1維、第n-2維等來執(zhí)行解碼處理。最后，ABP解碼部分231-1執(zhí)行有關(guān)第1維的解碼處理。解碼設(shè)備201將以這種方式還原的原始數(shù)字信息輸出到記錄和再現(xiàn)設(shè)備(錯(cuò)誤校正系統(tǒng)200)的外部。
具有上述配置的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)200的解碼設(shè)備203可以容易地執(zhí)行高性能的解碼處理。換句話說，作為記錄和再現(xiàn)設(shè)備的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)200能夠以較高的精確度記錄和再現(xiàn)數(shù)字信息。此外，由于在ABP解碼部分231-1至231-n執(zhí)行MAP解碼(選擇一個(gè)解碼字)之前，解碼設(shè)備203執(zhí)行重復(fù)解碼來減少候選解碼字，因此就能降低解碼處理的負(fù)荷，并抑制解碼設(shè)備203的生產(chǎn)成本和操作成本。
要注意的是，雖然上面描述的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)200使用Reed-Solomon碼，但所使用的編碼不限于此，例如可以采用BCH碼或使用任意其它的編碼方法。
圖9示出了將本發(fā)明的ABP解碼應(yīng)用于又一個(gè)錯(cuò)誤校正系統(tǒng)的又一實(shí)例。參考圖9，所示出的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)250包括編碼設(shè)備251、信道252和解碼設(shè)備253，并用在數(shù)字記錄介質(zhì)記錄和再現(xiàn)設(shè)備中，例如DVD唱機(jī)。
特別地，類似于圖8所示的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)200，記錄和再現(xiàn)設(shè)備(錯(cuò)誤校正系統(tǒng)250)通過編碼處理部分(編碼設(shè)備251)對(duì)從外部提供進(jìn)來的數(shù)字信息進(jìn)行編碼，并通過未示出的記錄和再現(xiàn)處理部分將所編碼的數(shù)字信息記錄在記錄介質(zhì)(信道252)上。此外，記錄和再現(xiàn)設(shè)備(錯(cuò)誤校正系統(tǒng)250)通過記錄和再現(xiàn)部分對(duì)記錄在記錄介質(zhì)(信道252)上的數(shù)字信息進(jìn)行再現(xiàn)，通過解碼處理部分(解碼設(shè)備253)對(duì)再現(xiàn)的數(shù)字信息進(jìn)行解碼處理以便獲得原始數(shù)字信息，并向外輸出該數(shù)字信息。
編碼設(shè)備251是與圖8的編碼設(shè)備201相似的編碼設(shè)備，它具有與編碼設(shè)備201相似的配置并執(zhí)行相似處理。特別地，從編碼設(shè)備251外部提供的數(shù)字信息經(jīng)過RS編碼部分211-1進(jìn)行有關(guān)第1維的Reed-Solomon編碼。然后，數(shù)字信息分別通過RS編碼部分211-2至211-n，連續(xù)經(jīng)過有關(guān)第2維到第n維的Reed-Solomon編碼。當(dāng)RS編碼部分211-n的編碼完成時(shí)，編碼設(shè)備251將經(jīng)編碼的數(shù)字信息提供給記錄和再現(xiàn)處理部分(未示出)。
記錄和再現(xiàn)處理部分對(duì)從編碼設(shè)備251提供進(jìn)來的信息采用諸如NRZI(不歸零反轉(zhuǎn))轉(zhuǎn)換(NRZI編碼)的轉(zhuǎn)換，并將經(jīng)轉(zhuǎn)換的信息記錄在記錄介質(zhì)(信道252)上。此外，記錄和再現(xiàn)處理部分對(duì)記錄在記錄介質(zhì)(信道252)上的數(shù)字信息(Reed-Solomon編碼的數(shù)字信息)進(jìn)行再現(xiàn)，對(duì)再現(xiàn)的數(shù)字信息進(jìn)行逆NRZI轉(zhuǎn)換(解碼)，并將經(jīng)解碼的數(shù)字信提供給解碼設(shè)備253。
解碼設(shè)備253是與編碼設(shè)備251相對(duì)應(yīng)的解碼器，它包括m個(gè)串聯(lián)連接的、并具有與上面參照?qǐng)D8描述的解碼設(shè)備203相似配置的解碼部分261-1至261-m，它們用于執(zhí)行與解碼設(shè)備203相似的解碼處理。
解碼部分261-1至261-m中的每一個(gè)都包括n個(gè)ABP解碼部分231-1至231-n，它們分別與編碼設(shè)備251的RS編碼部分211-1至211-n相對(duì)應(yīng)，并串聯(lián)連接以便與圖8的解碼設(shè)備203的情況相似地對(duì)有關(guān)維數(shù)的Reed-Solomon碼執(zhí)行使用ABP的重復(fù)解碼處理。
特別地，在解碼設(shè)備253中，解碼部分261-1的ABP解碼部分231-1至231-n首先執(zhí)行使用ABP的重復(fù)解碼處理以及選擇處理，該選擇處理對(duì)從記錄和再現(xiàn)處理部分(未示出)提供進(jìn)來的數(shù)字信息(經(jīng)由信道252提供進(jìn)來的數(shù)字信息)從作為結(jié)果的解碼字列表中選擇一個(gè)解碼字。
此后，解碼部分261-1執(zhí)行與編碼設(shè)備251的操作相反的操作。特別地，在解碼部分261-1中，ABP解碼部分231-n首先執(zhí)行有關(guān)第n維的解碼處理，然后串聯(lián)連接的ABP解碼部分通過連續(xù)降低維數(shù)到第n-1維、第n-2維等來執(zhí)行解碼處理。最后，ABP解碼部分231-1執(zhí)行有關(guān)第1維的解碼處理。
在解碼處理結(jié)束之后，解碼部分261-1將經(jīng)解碼的數(shù)字信息提供給解碼部分261-2。解碼部分261-2與解碼部分261-1的情況相似，使用ABP解碼部分231-1至231-n連續(xù)地一個(gè)接一個(gè)地降低維數(shù)，來執(zhí)行為每一維數(shù)使用ABP的重復(fù)解碼處理，并將經(jīng)解碼的數(shù)字信息提供給下一解碼部分。解碼處理以這種方式按照直至第m個(gè)解碼部分261-m的順序連續(xù)地執(zhí)行。當(dāng)解碼部分261-m的解碼處理完成時(shí)，解碼設(shè)備253將經(jīng)解碼的數(shù)字信息輸出到記錄和再現(xiàn)設(shè)備(錯(cuò)誤校正系統(tǒng)250)的外部。
具有上述配置的解碼設(shè)備253可以容易地執(zhí)行高性能的解碼處理，并且作為記錄和再現(xiàn)設(shè)備的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)250能夠以較高的精確度記錄并再現(xiàn)數(shù)字信息。此外，由于在ABP解碼部分231-1至231-n執(zhí)行MAP解碼(解碼字的選擇)之前，解碼設(shè)備253執(zhí)行重復(fù)解碼來減少侯選解碼字，因此，就可以減少解碼處理的負(fù)荷，并抑制解碼設(shè)備253的生產(chǎn)成本和操作成本。
要注意的是，雖然上面描述的錯(cuò)誤校正系統(tǒng)250使用Reed-Solomon碼，但所使用的編碼不限于此，例如可以采用BCH碼或使用任意其它的編碼方法。
雖然上述的一系列處理可由硬件來執(zhí)行，但也可以由軟件來執(zhí)行。在這種情況下，例如上述解碼設(shè)備和錯(cuò)誤校正系統(tǒng)的每一個(gè)都可由圖10所示的個(gè)人計(jì)算機(jī)來構(gòu)成。
參考圖10，個(gè)人計(jì)算機(jī)300的中央處理器(CPU)301按照存儲(chǔ)在ROM(只讀存儲(chǔ)器)302中的程序或從存儲(chǔ)部分313加載到RAM(隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器)303上的程序執(zhí)行各種處理。CPU 301執(zhí)行處理所必須的數(shù)據(jù)等還適當(dāng)?shù)卮鎯?chǔ)在RAM 303中。
CPU 301、ROM 302和RAM 303通過總線304互相連接。輸入/輸出接口310也連接到總線304。
包括鍵盤、鼠標(biāo)等的輸入部分311，包括顯示單元、揚(yáng)聲器等的輸出部分312，由硬盤等構(gòu)成的存儲(chǔ)部分313，包括調(diào)制解調(diào)器等的通信部分314都連接到該輸入/輸出接口310，其中顯示單元可以是CRT(陰極射線管)或LCD(液晶顯示器)單元。通信部分314通過包括因特網(wǎng)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行通信處理。
此外，必要時(shí)，驅(qū)動(dòng)器315連接到輸入/輸出接口310?？梢苿?dòng)介質(zhì)321，諸如磁盤、光盤、磁光盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等適當(dāng)?shù)丶虞d到驅(qū)動(dòng)器315中，并且，必要時(shí)，從該加載的可移動(dòng)介質(zhì)321上讀取的計(jì)算機(jī)程序安裝到存儲(chǔ)部分313中。
在由軟件執(zhí)行上述一系列處理時(shí)，構(gòu)成該軟件的程序就從網(wǎng)絡(luò)或記錄介質(zhì)上安裝。
該記錄介質(zhì)例如，如圖10所示，由可移動(dòng)介質(zhì)321構(gòu)成，可移動(dòng)介質(zhì)321被分配以便向與設(shè)備體分離的用戶提供程序，并且它可以是在其上或其中記錄了程序的磁盤(包括軟盤)、光盤(包括CD-ROM(只讀光盤存儲(chǔ)器)和DVD(數(shù)字多功能光盤))，或者磁光盤(包括MD(Mini Disk)(注冊(cè)商標(biāo)))或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。另外，記錄介質(zhì)可以由ROM 302、包括在存儲(chǔ)部分313中的硬盤等來構(gòu)成，在它們中記錄了程序并在該程序合并到一個(gè)設(shè)備體中的狀態(tài)下將該程序分配給一個(gè)用戶。
要注意的是，在當(dāng)前說明書中，描述了記錄在記錄介質(zhì)中的程序的步驟可以是但不是必須要按照上述順序的時(shí)間序列來執(zhí)行，并且這些步驟包括并行或單獨(dú)執(zhí)行的處理而不需要以時(shí)間序列進(jìn)行處理。
此外，在當(dāng)前說明書中，術(shù)語“系統(tǒng)”用于表示由多個(gè)裝置(設(shè)備)構(gòu)成的整個(gè)設(shè)備。要注意的是，上面作為一個(gè)設(shè)備來描述的任意組件都可被分成多個(gè)設(shè)備。相反地，作為不同設(shè)備來描述的多個(gè)組件也可以組合成一個(gè)單個(gè)設(shè)備。此外，任何其它的裝置或設(shè)備都可以自然地添加到上述設(shè)備的任意組件當(dāng)中。而且，如果整個(gè)系統(tǒng)的配置或操作實(shí)質(zhì)上是相同的，那么某個(gè)設(shè)備的組件就可以包括在另一設(shè)備中。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)使用特定術(shù)語進(jìn)行了描述，但這種說明只是出于解釋說明的目的，可以理解，在不背離下面的權(quán)利要求書的精神或范圍的情況下可以作出改變和變化。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)環(huán)R上的線性碼執(zhí)行解碼處理的解碼設(shè)備，所述解碼設(shè)備包括重復(fù)解碼裝置，用于對(duì)提供的代碼字使用置信傳播來執(zhí)行重復(fù)解碼；解碼字列表產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生并保持由所述重復(fù)解碼裝置進(jìn)行重復(fù)解碼所獲得的解碼字的列表；以及解碼字選擇裝置，用于從所述解碼字列表產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生的解碼字列表中選擇一個(gè)解碼字。
2.如權(quán)利要求1所述的解碼設(shè)備，其中所述重復(fù)解碼裝置包括保持裝置，用于保持代碼字以及與可靠性順序有關(guān)的信息，其中所述可靠性順序是代碼字的符號(hào)值的可靠性值的順序；對(duì)角化裝置，基于與在所述保持裝置中保持的可靠性順序有關(guān)的信息，對(duì)奇偶校驗(yàn)矩陣進(jìn)行對(duì)角化；置信傳播裝置，使用由所述對(duì)角化裝置進(jìn)行對(duì)角化的奇偶校驗(yàn)矩陣執(zhí)行置信傳播，以更新消息；對(duì)數(shù)似然比計(jì)算裝置，使用由所述置信傳播裝置執(zhí)行置信傳播所更新的消息，計(jì)算代碼字的每個(gè)符號(hào)的對(duì)數(shù)似然比；可靠性順序搜索裝置，用于搜索由所述對(duì)數(shù)似然比計(jì)算裝置計(jì)算的對(duì)數(shù)似然比的可靠性順序，并使用該對(duì)數(shù)似然比和該對(duì)數(shù)似然比的可靠性順序的信息，更新代碼字以及與保持在所述保持裝置中的可靠性順序有關(guān)的信息；解碼裝置，使用由所述對(duì)數(shù)似然比計(jì)算裝置所計(jì)算的對(duì)數(shù)似然比執(zhí)行解碼；以及解碼控制裝置，用于控制所述對(duì)角化裝置、置信傳播裝置、對(duì)數(shù)似然比計(jì)算裝置、可靠性順序搜索裝置和解碼裝置，以便分別以預(yù)定次數(shù)重復(fù)奇偶校驗(yàn)矩陣的對(duì)角化、置信傳播、對(duì)數(shù)似然比的計(jì)算、可靠性順序的搜索以及解碼。
3.如權(quán)利要求2所述的解碼設(shè)備，其中該預(yù)定次數(shù)是預(yù)先確定的值。
4.如權(quán)利要求2所述的解碼設(shè)備，其中所述對(duì)角化裝置優(yōu)選地按照從與具有最低可靠性值的接收符號(hào)相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)矩陣的列開始的順序執(zhí)行對(duì)角化。
5.如權(quán)利要求2所述的解碼設(shè)備，其中所述對(duì)角化裝置按照與列相對(duì)應(yīng)的接收符號(hào)的可靠性升序排列奇偶校驗(yàn)矩陣的列，按照預(yù)定的方法重排該順序的一部分，并以重排的順序執(zhí)行奇偶校驗(yàn)矩陣的列的對(duì)角化。
6.如權(quán)利要求2所述的解碼設(shè)備，其中所述對(duì)角化裝置預(yù)先準(zhǔn)備多個(gè)不同的確定方法，以用于為執(zhí)行對(duì)角化的奇偶校驗(yàn)矩陣的列的優(yōu)先級(jí)排序確定初始值，并在每次啟動(dòng)優(yōu)先級(jí)順序排序的時(shí)候改變要使用的確定方法。
7.如權(quán)利要求2所述的解碼設(shè)備，其中所述解碼裝置使用由所述對(duì)數(shù)似然比計(jì)算裝置所計(jì)算的對(duì)數(shù)似然比來執(zhí)行硬定義解碼。
8.如權(quán)利要求2所述的解碼設(shè)備，其中所述解碼裝置使用有限域Fq(q＝pm)代數(shù)-幾何碼或同構(gòu)碼，并對(duì)作為輸入而接收的多次更新所獲得的可靠性值進(jìn)行解碼，其中p是質(zhì)數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的解碼設(shè)備，其中所述解碼裝置接收由多次更新所獲得的可靠性值作為輸入，來根據(jù)Sudan算法、Grusuwami-Sudan算法或用于代數(shù)-幾何碼的Reed-Solomon碼、BCH碼或同構(gòu)碼的其它算法來執(zhí)行硬判決列表解碼。
10.如權(quán)利要求8所述的解碼設(shè)備，其中所述解碼裝置接收由多次更新所獲得的可靠性值作為輸入，來根據(jù)Sudan算法、Koetter-Vardy算法或用于代數(shù)-幾何碼的Reed-Solomon碼、BCH碼或同構(gòu)碼的其它算法來執(zhí)行冗余設(shè)置和軟判決列表解碼。
11.如權(quán)利要求1所述的解碼設(shè)備，其中所述解碼字選擇裝置對(duì)寄存在解碼字列表中的解碼字執(zhí)行最大后驗(yàn)概率解碼，以便選擇一個(gè)解碼字。
12.一種用于解碼設(shè)備的解碼方法，該解碼設(shè)備對(duì)環(huán)R上的線性碼執(zhí)行解碼處理，該方法包括步驟執(zhí)行重復(fù)解碼，其中對(duì)提供的代碼字使用置信傳播；產(chǎn)生在重復(fù)解碼步驟的處理中所獲得的解碼字的列表，并將產(chǎn)生的解碼字列表放置在保持部分中；以及從在解碼字列表產(chǎn)生步驟的處理中產(chǎn)生的解碼字列表中選擇一個(gè)解碼字。
13.一種程序，使計(jì)算機(jī)對(duì)環(huán)R上的線性碼執(zhí)行解碼處理，所述程序包括步驟執(zhí)行重復(fù)解碼，其中對(duì)提供的代碼字使用置信傳播；產(chǎn)生在重復(fù)解碼步驟的處理中所獲得的解碼字的列表，并將產(chǎn)生的解碼字列表放置在保持部分中；以及從在解碼字列表產(chǎn)生步驟的處理中產(chǎn)生的解碼字列表中選擇一個(gè)解碼字。
14.一種解碼設(shè)備，其對(duì)環(huán)R上的線性碼執(zhí)行解碼處理，所述解碼設(shè)備包括重復(fù)解碼裝置，用于對(duì)提供的代碼字使用置信傳播來執(zhí)行重復(fù)解碼；解碼字列表產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生并保持由所述重復(fù)解碼裝置進(jìn)行重復(fù)解碼所獲得的解碼字的列表；以及解碼字選擇裝置，用于從所述解碼字列表產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生的解碼字列表中選擇一個(gè)解碼字。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種解碼設(shè)備和方法，能夠抑制解碼器錯(cuò)誤出現(xiàn)的概率并能獲得高解碼性能。ABP解碼設(shè)備對(duì)角化一個(gè)奇偶校驗(yàn)矩陣，更新LLR值，解碼該LLR值，然后將通過解碼獲得的解碼字添加到解碼字列表中。ABP解碼設(shè)備以預(yù)定次數(shù)重復(fù)該解碼過程作為內(nèi)部重復(fù)解碼。此外，隨著ABP解碼設(shè)備連續(xù)地為LLR值的優(yōu)先級(jí)排序改變初始值，它以預(yù)定次數(shù)重復(fù)該內(nèi)部重復(fù)解碼作為外部重復(fù)解碼。然后，ABP解碼設(shè)備從重復(fù)的內(nèi)部重復(fù)解碼所獲得的解碼字列表中選擇一個(gè)最優(yōu)的解碼字。本發(fā)明應(yīng)用于錯(cuò)誤校正系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H03M13/00GK1838542SQ20061007936
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月7日
發(fā)明者菅真紀(jì)子, 宮內(nèi)俊之 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社