[发明专利]在硬决策软解码期间决定何时结束位翻转算法的方法

说明书

本发明公开了一种在低密度奇偶校验解码器执行硬决策软解码的期间决定何时结束位翻转算法的方法。所述方法包括有：选取一特定次数的迭代，作为一第一临界值；当达到所述第一临界值时，针对目前为止所进行的每一次迭代决定出一最高可变节点码字，以产生多个最高可变节点码字；将所述最高可变节点码字与一第二临界值进行比较；以及当所述最高可变节点码字的值小于或等于所述第二临界值时，结束所述位翻转算法。本发明通过只对算法执行一特定次数的迭代，来节省进行位翻转的功率损耗。通过使用行权重作为一效能参数，可迅速地得知终止位翻转的正确时间点，并且于目前的位翻转算法终止后，可选用其他的解码算法。

技术领域

本发明涉及用于一低密度奇偶校验(low-density parity check，LDPC)解码器的硬解码(hard decoding)，尤其是涉及一种具备省电设计的位翻转(bit flipping)算法。

背景技术

低密度奇偶校验解码器使用具有多个奇偶位的线性错误更正码，其中所述奇偶位建立具有多个奇偶方程式的解码器，以对接收到的码字(codeword)进行验证。举例来说，低密度奇偶校验可为一固定长度的二进制代码，其中所述二进制代码中所有的符元(symbol)相加会等于零。

在编码过程中，所有的数据位会被重复执行并且被传送至对应的编码器，其中每个编码器会产生一奇偶符元(parity symbol)。码字是由k个信息位(information digit)以及r个校验位(check digit)所组成。如果码字总共有n位，则k＝n-r。上述码字可用一奇偶校验矩阵来表示，其中所述奇偶校验矩阵具有r列(表示方程式的数量)以及n行(表示位数)，如图1所示。这些码被称为“低密度”是因为相较于奇偶校验矩阵中位0的数量而言，位1的数量相对的少。在解码过程中，每次的奇偶校验都可视为一奇偶校验码，并随后与其他奇偶校验码一起进行交互校验(cross-check)，其中解码会在校验节点(check node)进行，而交互校验会在变量节点(variable node)进行。

LDPC解码器支持三种模式：硬决策硬解码(hard decision hard decoding)、软决策硬解码(soft decision hard decoding)，以及软决策软解码(soft decision harddecoding)。图1是奇偶校验矩阵H(图1的上半部份)以及Tanner Graph(图1的下半部份)的示意图，其中Tanner Graph是另一种表示码字的方式，并且可用于解释当使用一位翻转(bit flipping)算法时，LDPC解码器的一些涉及硬决策软解码的操作。

在Tunner Graph中，方形(C1～C4)所表示的校验节点(check node)代表奇偶位(parity bit)的数量，且圆形(V₁～V₇)所表示的变量节点(variable node)是一码字中位的数量。如果一特定方程式与码符元(code symbol)有关，则对应的校验节点与变量节点之间会以联机来表示。被估测的消息会沿着这些联机来传递，并且于节点上以不同的方式组合。一开始时，变量节点将发送一估测至所有联机上的校验节点，其中这些联机包括被认为是正确的位。接着，每个校验节点会依据对所有其他的连接的估测(connected estimate)来针对每一变数节点进行新的估测，并且将新的估测传回至变量节点。新的估测是基于：奇偶校验方程式迫使所有的变量节点连接至一特定校验节点，以使总和为零。

这些变量节点会接收新的信息并且使用多数规则(majority rule)(也就是硬决策)来判断所传送的原始位的值是否正确，若不正确，所述原始位会被翻转(flipped)。接着，所述位会被传回至所述校验节点，且上述步骤会被迭代地执行一预定次数，直到符合这些校验节点的奇偶校验方程式。若有符合这些奇偶校验方程式(也就是校验节点所计算的值符合接收自变量节点的值，则可启用提前终止(early termination)，这会使得系统在最大迭代次数达到之前就结束解码程序。