[发明专利]用于低误差底限状况的LDPC后处理器架构及方法

说明书

在所描述的实例中，用于LDPC解码的后处理电路包含：校验节点处理器(7‑3)，其用于处理经移位的LLR值，以及硬决策解码器电路(7‑10)，其用于接收经处理的LLR信息并对所述经处理的LLR信息执行奇偶校验。后处理控制电路(7‑9)控制所述校验节点处理器(7‑3)中的LLR信息的更新。所述校验节点处理器(7‑3)、硬决策解码器电路(7‑10)及控制电路(7‑9)协作以在迭代周期之后识别具有未经满足奇偶校验的校验节点，识别与未经满足校验节点连接的邻域变量节点，识别连接到邻域变量节点的经满足校验节点，以及如果需要引入扰动来解决解码误差，那么修改从邻域变量节点到经满足校验节点的消息。邻域识别电路确定哪些变量节点与未通过奇偶校验的未经满足校验节点连接，且产生指示哪些变量节点连接到未经满足校验节点的信号{ND[Z‑1:0]}。

本发明通常涉及硬件及软件添加到LDPC(低密度奇偶校验)解码器以实施后处理算法，且更特定来说涉及将噪声注入到解码器中以帮助其收敛到有效码字且从而降低误差底限。

背景技术

一些低密度奇偶校验(LDPC)码显示“误差底限”，所述误差底限为在低BER(位误差率)级别下BER与信道SNR(信噪比)曲线的斜率的降低。这意味着在给定的信噪比下的位误差率比预期的位误差率高。这对于无线回程客户来说并非所要的。术语“无线回程”是指蜂窝基站之间的通信链路。这是一种与以循环方式间隔的站点间传输通信业务相关的技术，也用于双向数据传输线路。更一般地说，在任何需要非常低位误差率的系统中，误差底限问题都是一个问题。

后处理是一种用于解决被称作为“捕获集误差”(其在误差底限区域中占主导地位)的解码误差类型的技术。捕获集误差导致解码器被捕获在关于表征解码器输出的质量的“成本函数”的局部最小值。这意味着解码器没有找到成本函数的全局最小值，且因此无法收敛到有效的码字。后处理通常通过将噪声注入到LDPC解码器中以脱离局部最小值(在此状况下，发现也为全局最优点的成本函数的全局最小点)并允许解码器收敛来解决捕获集误差。

在信息论中，低密度奇偶校验(LDPC)码为用于通过噪声传输信道传输消息的方法的线性纠错码。LDPC是使用稀疏二分图构造的。二分图为顶点被分成两个独立集合的图。在稀疏二分图中，两组之间存在相对较少的边或连接。LDPC码是容量接近码，因此存在实际构造，其允许将噪声阈值经设置得非常接近或甚至在规范二进制擦除信道(BEC)上任意接近于对称无记忆信道的理论最大值(香农(Shannon)限制)。二进制擦除信道为通信信道的共用模型。噪声阈值定义信道噪声的上限，达到所述上限可使信息丢失的概率尽可能小。使用迭代BP(置信传播)技术，LDPC码(也被称作为加拉格尔码)可经解码在时间上与其块长度成线性。为了形成码字，将K个输入数据位重复并分配到一组构成编码器。

“帧”等于码字。编码意味着获取数据位并计算相应的奇偶校验位。这些并置在一起形成码字。

构成编码器通常为累加器，且每一累加器用于生成奇偶校验符号。原始数据的单个副本与奇偶校验位(P)一起传输以组成代码符号。来自每一构成编码器的S位被丢弃。上述编码过程很简单。难题在于解码过程的实际实施方案。下面给出解码过程的简要说明。