用于共享公共硬件資源的不同的低密度奇偶校驗(ldpc)碼的低密度奇偶校驗編碼的制作方法
【專利說明】用于共享公共硬件資源的不同的低密度奇偶校驗(LDPC)碼的 低密度奇偶校驗編碼
[0001] 發(fā)明背景
[0002] 本發(fā)明設(shè)及糾錯編碼及解碼領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明設(shè)及低密度奇偶校驗化DPC) 碼W及設(shè)及LDPC編碼器。
[0003] 發(fā)射數(shù)字數(shù)據(jù)的過程可W將誤差引入到數(shù)據(jù)中。從而，所接收的數(shù)據(jù)可W與所發(fā) 射的數(shù)據(jù)不同。運種差錯典型地是由存在于傳輸信道中的噪聲引起的。差錯的量通常與相 對于噪聲存在的量的傳輸信號強度有關(guān)。糾錯編碼是其在傳輸之前將冗余插入到數(shù)據(jù)中的 技術(shù)。在接收后，該冗余被用于嘗試糾正在傳輸過程期間引入的誤差。
[0004] 塊編碼是一種糾錯編碼，其中要被發(fā)射的數(shù)字數(shù)據(jù)被拆分成固定大小的消息。在 傳輸之前，每個消息由編碼器編碼成碼字(也稱為"塊"）。冗余，稱為奇偶校驗數(shù)據(jù)，在編碼 過程期間被插入，使得碼字被做成比消息更大。每個碼字包括信息位和奇偶校驗位兩者。假 設(shè)碼字分別由n位組成。n位中僅某些模式是有效的碼字;剩余的模式都是無效的。然后碼字 被發(fā)射，運可能導(dǎo)致碼字被損壞。在接收后，解碼器嘗試根據(jù)所接收的并且可能被損壞的碼 字來推理原始的消息。
[0005] 發(fā)生器矩陣可W在編碼過程期間被用于將消息編碼為有效碼字。在接收后，奇偶 校驗矩陣可W在解碼過程期間被用于生成差錯向量，其中差錯向量指示在所接收的碼字中 差錯的存在。
[0006] 線性塊糾錯碼是一種其中有效碼字的任何線性組合也是有效碼字的碼。低密度奇 偶校驗化DPC)碼是W稀疏奇偶校驗矩陣為特征的線性塊糾錯碼的子類別。運意味著，奇偶 校驗矩陣主要由0和相對小數(shù)字的1組成。LDP邱馬最初是在1960年代引入的但最近受到越來 越多的關(guān)注。運是至少部分地是由于在使LDPC碼適合于硬件實現(xiàn)的解碼方面的固有的并行 性并且由于在設(shè)計LDPC碼方面的靈活性，運允許LDPC碼被用于各種應(yīng)用中。許多電信標(biāo)準 使用具有各種塊長度和碼速率的LDP邱馬的集合。碼速率可W被定義為被包含在每個塊中的 非冗余數(shù)據(jù)的部分。
[0007] 對于LDPC碼的發(fā)生器矩陣一般是不稀疏的。運意味著，對于LDPC碼的編碼過程可 W具有高的復(fù)雜性。在減少編碼復(fù)雜性的努力中，一些編碼方案在編碼過程期間使用奇偶 校驗矩陣來計算碼字。運是可能的，因為由于針對每個特定的LDPC碼的奇偶校驗矩陣可W 從針對該碼的發(fā)生器矩陣中導(dǎo)出所W奇偶校驗矩陣與發(fā)生器矩陣有關(guān)。奇偶校驗矩陣可W 被劃分成子矩陣。用于每個碼字的奇偶校驗位可W使用子矩陣根據(jù)消息位而計算出來。
[000引一些LDPC編碼器采用后向的替代品。運種方法被用來避免在降低編碼計算的復(fù)雜 性的努力中奇偶校驗子矩陣的轉(zhuǎn)置。然而，后向置換程序的并行性引入了高復(fù)雜性。另外， 為了實現(xiàn)關(guān)于具有不同的塊長度和碼速率的LDPC碼的后向置換程序，至少對于多個子矩陣 的非零元素需要被存儲（即每個碼長度、每個碼速率一個），運需要大的存儲器。除了存儲要 求，運些程序的實現(xiàn)往往需要復(fù)雜的硬件。
[0009] 發(fā)明概述
[0010] 本發(fā)明是針對一種關(guān)于低密度糾錯碼的奇偶校驗編碼器并且設(shè)及一種編碼方法。 根據(jù)實施例，一種用于糾錯編碼的編碼器，包括:第一硬件資源，其被配置成接收消息位向 量并且根據(jù)消息位向量計算中間奇偶校驗位向量，其中，中間奇偶校驗位向量是基于奇偶 校驗矩陣的子矩陣來計算出的；W及第二硬件資源，其被配置成根據(jù)中間奇偶校驗位向量 計算奇偶位向量，其中，第二硬件資源被配置成計算多個不同的碼的奇偶校驗位，W及其 中，被配置成計算關(guān)于碼中的特定一個碼的奇偶校驗位的硬件資源的部分與被配置成計算 關(guān)于碼中的另一特定的碼的奇偶校驗位的硬件資源的部分公共地共享。
[0011] 根據(jù)進一步的實施例，一種對糾錯碼進行編碼的方法，包括:使用奇偶校驗矩陣的 子矩陣來根據(jù)消息位向量計算中間奇偶位向量；W及使用被配置成計算關(guān)于多個不同的碼 的奇偶校驗位的固定的硬件資源來根據(jù)中間奇偶校驗位向量計算奇偶校驗位向量W及其 中，被配置成計算關(guān)于碼中的特定的一個碼的奇偶校驗位的硬件資源的部分與被配置成計 算關(guān)于碼中的另一特定的碼的奇偶校驗位的硬件資源的部分公共地共享。
[0012] 附圖的簡要說明
[0013] 本發(fā)明是相對于其特定示例性實施例進行描述，并且相應(yīng)地對附圖進行了參考， 在附圖中：
[0014] 圖1示出一種通信系統(tǒng)，其中本發(fā)明的實施例可W被實現(xiàn)；
[0015] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的奇偶校驗編碼器；
[0016] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的奇偶校驗矩陣的劃分；
[0017] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的計算奇偶校驗位的方法；
[0018] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的、用于特定的糾錯碼的奇偶校驗子矩陣的轉(zhuǎn)置的 逆矩陣；
[0019] 圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的、用于替代的糾錯碼的奇偶校驗子矩陣的轉(zhuǎn)置的 逆矩陣；
[0020] 圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的、在不同的糾錯碼之間共享的異或硬件資源；
[0021] 圖8示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的、用于生成中間奇偶校驗位向量的示例性硬件實 現(xiàn)；
[0022] 圖9示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的、用于生成奇偶校驗位向量的示例性硬件實現(xiàn)；
[0023] 圖10示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的、用于生成對于硬件資源共享的四個糾錯碼中的 每個糾錯碼的奇偶校驗位的示例性硬件實現(xiàn)；
[0024] 圖11示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的、其中硬件資源在四個不同的糾錯碼之間被共享 的示例性硬件實現(xiàn)；W及
[0025] 圖12示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的、其中硬件資源被在不同的糾錯碼的不同的奇偶 校驗位之間被共享的示例性硬件實現(xiàn)。
[0026] 本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細說明
[0027] 本發(fā)明利用一組糾錯碼的特定的特征W便降低編碼器的存儲需求和硬件復(fù)雜性 需求。本發(fā)明的實施例允許同一編碼器硬件來執(zhí)行關(guān)于不同的塊長度和碼速率的編碼。因 此，編碼器的硬件資源可W在由編碼器所支持的不同的塊長度和碼速率之間進行共享。本 發(fā)明的實施例對于編碼低密度奇偶校驗(LDPC)碼是有用的。
[0028] 圖1示出一種通信系統(tǒng)100,在其中本發(fā)明的實施例可W被實現(xiàn)。如圖1中所示，要 發(fā)射的數(shù)字數(shù)據(jù)102被輸入到發(fā)射機104。發(fā)射機104可W包括編碼器106和調(diào)制器108。編碼 器106對數(shù)據(jù)執(zhí)行糾錯編碼，例如，通過將數(shù)據(jù)102拆分成固定大小的消息并且將消息編碼 成碼字。W奇偶校驗位形式的冗余在編碼過程期間被插入，使得碼字被做成比消息更大。
[0029] 調(diào)制器108然后可W通過根據(jù)碼字調(diào)制一個或多個載波信號來準備用于傳輸?shù)拇a 字。作為例子，調(diào)制可W根據(jù)正交頻分復(fù)用(OFDM)來執(zhí)行。每個被調(diào)制的和編碼的信號然后 可W經(jīng)由通信信道110來進行傳輸。信道110可W是，例如，無線通信信道，其可W是，例如， 無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)的部分。
[0030] 接收機112從信道110接收所發(fā)射的信號。接收機112可W包括解調(diào)器114和解碼器 116。解調(diào)器114解調(diào)所接收的信號W重構(gòu)碼字。碼字然后可W由解碼器116進行解碼，W便 重構(gòu)原始數(shù)據(jù)102。雖然解碼器116可W糾正由通信過程引入的某些差錯，但從解碼器112輸 出的數(shù)據(jù)118可W由于仍然存在未糾正的差錯而與原始數(shù)據(jù)102不同。
[0031] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的奇偶校驗編碼器200。奇偶校驗編碼器200可W被 包括在圖1中的編碼器106中。奇偶校驗編碼器200接收信息位向量S。信息位向量S包含消息 位。奇偶校驗編碼器200使用消息位來產(chǎn)生奇偶校驗位向量P。奇偶校驗位向量P包含對應(yīng)于 輸入到編碼器200的消息位的奇偶校驗位。圖1中的編碼器106可W執(zhí)行除了奇偶校驗編碼 器200的功能之外的功能。例如，編碼器106可W執(zhí)行填充，其中各位在計算奇偶校驗位之前 被添加到消息位。編碼器106可W執(zhí)行刪截(puncturing)并且在計算奇偶校驗位之后重復(fù)。