[发明专利]解码LDPC编码信号的解码器

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统，更具体地说，涉及通信系统内低密度奇偶校验(LowDensity Parity Check，简称LDPC)编码信号的解码。

背景技术

数据通信系统已经持续发展了多年，近年来，采用迭代纠错码的通信系统是研究者们关注的焦点。其中最受关注的是采用LDPC码的通信系统。在同一信噪比情况下，使用迭代码的通信系统的误码率通常低于使用其它编码的通信系统。

该领域的一个持续和主要的发展方向是降低通信系统中的信噪比以达到特定的误码率。理想的目标是尝试研究通信信道中的山农限度(Shannon’slimit)，山农限度可以看作是用在具有特定信噪比的信道中使用的数据传输率，通过该信道可实现无误码传输。换句话说，山农限度是在给定调制和编码率情况下信道容量的理论限度。

LDPC码已被证实在某些情况下可以提供接近山农限度的非常好的解码性能。理论上，某些LDPC解码器被证实可以达到离山农限度0.3分贝的性能。长度为一百万的不规则LDPC码曾达到该性能，它证实了在通信系统中应用LDPC码是非常有希望的。

LDPC编码信号的使用继续被应用于许多新的领域。可采用LDPC编码信号的几种可能的通信系统的例子包括用于高速以太网应用的采用4对双绞线电缆的通信系统(例如依据IEEE 802.3an的10Gbps(吉比特/秒)以太网操作(10GBASE-T))以及无线环境内运行的通信系统(例如在包括IEEE 802.11n新兴标准的IEEE 802.11环境空间内)。

对于这些特殊的通信系统应用领域，非常期望有能够实现接近容量的纠错码。因使用传统的链接码而引入的潜在限制(latency constraints)，妨碍了他们在高数据率通信系统应用领域内的使用。

一般来讲，在采用LDPC码的通信系统环境内，在通信信道的一端有一个具有编码器能力的第一通信设备，在通信信道的另一端有一个具有解码器能力的第二通信设备。多数情况下，这两个通信设备其一或两者都具有编码器和解码器能力(例如在双向通信系统内)。LDPC码还可以应用于各种其它应用中，包括那些采用某种形式的数据存储(例如，硬盘驱动器HDD应用和其它存储设备)的应用，其中数据在写入存储媒介之前被编码，然后数据在从该数据媒介中读出/取出后被解码。

在许多这样的现有通信设备中，设计解码LDPC编码信号的有效设备和/或通信设备的一个最大的困难在于存储和管理在迭代解码过程中(例如，在校验引擎和比特引擎之间来回存储和传递校验边消息和比特边消息时)被更新和使用的所有比特边消息(bit edge message)和校验边消息(check edge message)所需的大面积和存储器。在LDPC码环境中处理相对较大的块尺寸时，处理这些校验边消息和比特边消息所需的存储器要求和存储器管理将是非常难于处理的。因而本技术领域需要并将继续需要有一种更好的手段来解码LDPC编码信号以提取出编码在其内的信息。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明提供一种解码LDPC编码信号的解码器，所述解码器包括：

配置在菊花链架构内的多个寄存器和多个复用器(MUX)，其中，所述多个寄存器用于存储比特边消息和校验边消息，所述多个复用器插入在所述多个寄存器之间；

校验引擎，其采用第一比特边消息更新第一校验边消息，从而生成第二校验边消息；

比特引擎，其：

采用所述第二校验边消息更新第二比特边消息从而生成第三比特边消息；

采用所述第三比特边消息生成软信息，所述软信息对应于编码在所述LDPC编码信号内的信息比特；且其中：

所述对应于编码在所述LDPC编码信号内的信息比特的软信息被用于做出对编码在所述LDPC编码信号内的信息比特的最佳估计；

所述多个寄存器中的每个寄存器对应于生成LDPC编码信号的LDPC码的奇偶校验矩阵的子矩阵内的非零位置(non-null location)；

所述多个寄存器中的每个寄存器用于将其内的校验边消息或比特边消息移位一个位置；

比特节点处理过程中，第一选定信号被提供给插入在所述多个寄存器之间的多个复用器以确保校验边消息从所述多个寄存器中的至少一个寄存器提供给比特引擎；以及

校验节点处理过程中，第二选定信号被提供给插入在所述多个寄存器之间的多个复用器以确保比特边消息从所述多个寄存器中的至少一个寄存器提供给校验引擎。

优选地，所述解码器进一步包括：

包含所述校验引擎的多个校验引擎；

包含所述比特引擎的多个比特引擎；