[发明专利]用于纠错码解码的方法和设备

说明书

本发明的实施例提供了一种在解码器中实现的校验节点处理单元，所述解码器被配置为对使用纠错码编码的信号进行解码，所述信号包括符号，校验节点处理单元被配置为接收至少两个输入消息并产生至少一个输出消息，每个消息包括多个分量，每个分量包括符号的值和与所述符号相关联的可靠性度量，其中校验节点处理单元包括：‑数据结构(31)，其被配置为存储所述输入消息，输入消息的分量与数据结构中的整数索引相关联；‑数据处理单元(33)，其被配置为将变换操作的一次或多次迭代应用于数据结构的至少一部分，执行变换操作的每次迭代，以根据与整数索引的给定值相关联的消息的分量中的至少一些来布置所述数据结构(31)中的所述输入消息的分量，这提供变换后的数据结构；‑计算单元(35)，其被配置为根据所述变换后的数据结构中包括的分量来确定所述至少一个输出消息。

技术领域

本发明总体上涉及数字通信，以及更具体地涉及用于对使用纠错码编码的信号进行解码的方法和设备。

背景技术

错误检测和纠正技术常规用于保持计算和通信系统中的数据的完整性。这样的技术广泛地用于在包括媒体设备和计算机中的数字视频、通信以及存储的许多应用中实现可靠的数据存储和传输。

错误检测技术使得能够检测在将数据从发射机传输到接收机期间由噪声、干扰或其它损伤引起的错误。示例性的错误检测技术包括重复码、奇偶校验位以及循环冗余校验。

纠错技术不仅实现错误的检测，还实现原始的无错数据的重构。示例性的纠错技术包括自动重复请求和前向纠错码。

使用纠错码(ECC)的编码过程基于向原始信息数据添加冗余数据。该冗余允许接收机检测并可能纠正传输错误，而不需要重传原始数据。

现有的纠错码包括线性码，根据该线性码，码字的任何线性组合也是码字。线性码一般被划分为“分组码(block code)”和“卷积码(convolutional code)”。分组码处理固定大小的数据块，而卷积码逐个符号地处理数据。线性分组码被广泛使用，因为其与卷积码相比更不复杂且更易于实现。示例性的线性分组码包括汉明码、里德-所罗门码、Turbo码、以及低密度奇偶校验(LDPC)码。

长度为n且秩为k的线性分组码通过添加被称为“奇偶校验符号”的n-k个冗余符号将长度为k的符号块编码为长度为nk的向量(被称为“码字”)。额外的奇偶校验符号的目的在于检测并可能纠正在传输期间发生的任何错误。可以使用“码本”、“矩阵”或“图形”表示来表示这样的代码。

码本表示定义了可允许码字的字典及其所属的线性空间。例如，对于在阶q≥2的伽罗华(Galois)域(记作GF(q))上构造的线性码，码字中包括的符号取GF(q)中的值。由此，码字是每个均属于GF(q)的n个符号的向量。如果符号属于GF(2)，则代码是二进制的。相反，当q2时，代码是所述非二进制的。

线性分组码的矩阵表示定义了一般用G表示的生成矩阵，以及一般用H表示的奇偶校验矩阵，其通过关系G.H^t＝0而链接。生成矩阵和奇偶校验矩阵的条目属于在其上构造代码的域。奇偶校验矩阵定义了被设计为要由码字满足的奇偶校验约束。特别地，奇偶校验矩阵的每一行的非零条目定义了要由任何码字满足的奇偶校验方程。

线性分组码可以等效地由二分图表示，其被称为“Tanner图”。这种表示包括两组节点：被称为“可变节点”的第一组节点和被称为“校验节点”的第二组节点。可变节点和校验节点通过路径(以下称为“边缘”)链接在一起。可变节点和校验节点形成处理单元。每个可变节点与奇偶校验矩阵的列相关联。每个校验节点与奇偶校验矩阵的行相关联，即与奇偶校验方程相关联。可变节点和校验节点之间的连接由奇偶校验矩阵的非零条目确定。特别地，LDPC码由稀疏奇偶校验矩阵指定，该稀疏奇偶校验矩阵包括比非零条目的数量大得多的多个零条目。相应的Tanner图一般由很少数量的边缘来表征。这样的属性在解码所需的计算复杂度方面提供了显著的优点。