基于最小和的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于最小和的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器。用于基于最小和的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器的系統(tǒng)、方法、裝置和電路。
【專利說明】基于最小和的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器
[0001]相關申請的引用
[0002]本申請要求Wang等于2013年3月15日提交的美國專利申請N0.61/786，367，“Min-Sum Based Hybrid Non-Binary Low Density Parity Check Decoder”的優(yōu)先權(是該申請的非臨時申請)，該申請的整個內(nèi)容在此引為參考。

【技術領域】
[0003]本發(fā)明的各個實施例提供用于數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)和方法，更具體地，提供用于基于最小和的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器的系統(tǒng)和方法。

【背景技術】
[0004]研發(fā)了各種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括存儲系統(tǒng)、蜂窩電話系統(tǒng)和無線傳輸系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通過某種介質(zhì)，從發(fā)送器傳送給接收器。例如，在存儲系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通過存儲介質(zhì)從發(fā)送器(即，寫功能)發(fā)送給接收器(即，讀功能)。當以數(shù)字數(shù)據(jù)的形式保存和傳送信息時，會引入錯誤，如果不被校正，那么所述錯誤會破壞數(shù)據(jù)，使信息不可用。任何傳輸?shù)男苁苡筛鞣N因素引起的任意數(shù)據(jù)損失影響。提出了許多種類的錯誤校驗系統(tǒng)，以檢測和校正數(shù)字數(shù)據(jù)中的錯誤。一種這樣的錯誤校驗系統(tǒng)是低密度奇偶校驗(LDPC)解碼器，LDPC解碼器根據(jù)代碼字中的奇偶校驗位，檢測和校正代碼字中的錯誤。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的各個實施例提供用于數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)和方法，更特別地，提供用于在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中編碼數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。
[0006]公開一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括用于解碼數(shù)據(jù)的設備，所述設備具有變量節(jié)點處理器和校驗節(jié)點處理器。變量節(jié)點處理器生成變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息，并根據(jù)校驗節(jié)點-變量節(jié)點消息，計算感知值。校驗節(jié)點處理器生成校驗節(jié)點-變量節(jié)點消息，并根據(jù)變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息，計算校驗和。變量節(jié)點處理器和校驗節(jié)點處理器具有不同的伽羅瓦域。
[0007]本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分僅僅提供本發(fā)明的一些實施例的概況。短語“在一個實施例中”、“按照一個實施例”、“在各個實施例中”、“在一個或多個實施例中”、“在特定實施例中”等通常意味在該短語之后的特定特征、結構或特性包含在本發(fā)明的至少一個實施例中，并且可包含在本發(fā)明的不止一個實施例中。重要的是，這樣的短語不一定指的是相同實施例。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分只提供本發(fā)明的一些實施例的概況。在以下的詳細說明、附加的權利要求書和附圖中，公開了另外的實施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]通過參考在說明書的剩余部分中說明的各個附圖，可以進一步理解本發(fā)明的各個實施例。附圖中，在幾個圖中可以使用類似的附圖標記表示相似的組件。附圖中，在幾個附圖中使用類似的附圖標記表示相似的組件。
[0009]圖1A描述按照本發(fā)明的一個或多個實施例的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器的奇偶校驗矩陣；
[0010]圖1B描述按照本發(fā)明的一個或多個實施例，與圖1A的奇偶校驗矩陣結合使用，以在混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器中計算校驗子的代碼字的向量；
[0011]圖1C描述按照本發(fā)明的一個或多個實施例，用于混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器的與圖1A的奇偶校驗矩陣等同的二進制映像；
[0012]圖1D描述按照本發(fā)明的一個或多個實施例，與圖1C的二進制映像奇偶校驗矩陣結合使用，以在混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器中計算校驗子的代碼字的二進制向量;
[0013]圖1E描述按照本發(fā)明的一個或多個實施例，混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器的與圖1A的奇偶校驗矩陣等同的線性群；
[0014]圖1F描述按照本發(fā)明的一個或多個實施例，與圖1E的線性群式奇偶校驗矩陣結合使用，以在混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器中計算校驗子的代碼字的二進制向量；
[0015]圖2是按照本發(fā)明的一個或多個實施例的基于最小和的非二進制低密度奇偶校驗解碼器的方框圖；
[0016]圖3是按照本發(fā)明的一個或多個實施例的適合于替代圖2的變換電路使用的變換電路的方框圖；
[0017]圖4是按照本發(fā)明的一個或多個實施例的最小值查找、選擇和組合電路的方框圖；
[0018]圖5是按照本發(fā)明的一個或多個實施例的第一組合電路的方框圖；
[0019]圖6是按照本發(fā)明的一個或多個實施例的第二組合電路的方框圖；
[0020]圖7描述表示按照本發(fā)明的一個或多個實施例的基于最小和的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼的方法的流程圖；
[0021]圖8描述按照本發(fā)明的一個或多個實施例的具有基于最小和的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器的讀通道的方框圖，所述讀通道可用于取回或接收保存或傳送的數(shù)據(jù)；
[0022]圖9描述包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的存儲系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有按照本發(fā)明的一個或多個實施例的基于最小和的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器；
[0023]圖10描述包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有按照本發(fā)明的一個或多個實施例的基于最小和的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器。

【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明的各個實施例涉及用于解碼數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法，更具體地，涉及用于混合非二進制低密度奇偶校驗(LDPC)碼的基于最小和的解碼的系統(tǒng)和方法?；旌系兔芏绕媾夹ｒ灲獯a器是其中校驗節(jié)點和變量節(jié)點具有不同的伽羅瓦域大小的解碼器。在非二進制低密度奇偶校驗解碼器中，變量節(jié)點包含來自伽羅瓦域(包含用大小Pk表征的有限數(shù)目的元素的有限域GF(pk)，其中P是質(zhì)數(shù)，k是正整數(shù))的符號。在混合低密度奇偶校驗解碼器中，伽羅瓦域的元素的大小或數(shù)目對變量節(jié)點和校驗節(jié)點來說不同，換句話說，把兩個不同的伽羅瓦域用于校驗節(jié)點和變量節(jié)點。在線性群中定義奇偶校驗矩陣。通過從非混合伽羅瓦域解碼器推廣到線性群，基于最小和的非二進制低密度奇偶解碼器可被推廣，供混合代碼使用。通過轉換消息，該解碼器處理變量節(jié)點和校驗節(jié)點之間的不同伽羅瓦域之間的映射。如果來自校驗節(jié)點處理器的硬決策不能被映射成變量節(jié)點處理器格式，那么該信息被重新標準化，以獲得硬決策。
[0025]基于最小和的混合非二進制低密度奇偶解碼器中的校驗節(jié)點(或者校驗節(jié)點處理器)接收來自連接的或者相鄰的變量節(jié)點的輸入消息，并生成給每個相鄰的變量節(jié)點的輸出消息，以實現(xiàn)低密度奇偶校驗碼的奇偶校驗矩陣。這里，給校驗節(jié)點的輸入消息也被稱為V2C消息，表示它們從變量節(jié)點流向校驗節(jié)點，來自校驗節(jié)點的輸出消息也被稱為C2V消息，表示它們從校驗節(jié)點流向變量節(jié)點。校驗節(jié)點利用多個V2C消息生成給每個相鄰的變量節(jié)點的個性化的C2V消息?；谧钚『偷幕旌戏嵌M制低密度奇偶解碼器中的消息是作為表示發(fā)送變量節(jié)點包含特定值的概率的簡單似然概率值或者對數(shù)似然比(LLR)值傳送的標量值。
[0026]伽羅瓦域的每個元素具有唯一的二進制向量形式。通過用其對應的二進制向量代替符號，轉換代碼字，可獲得代碼字的二進制映像。利用奇偶校準矩陣的二進制映像，在解碼器中校驗二進制映像。每個元素具有兩種備選形式，即，二進制向量形式和唯一的二進制矩陣形式。通過用對應的二進制矩陣替換奇偶校驗矩陣的項，獲得奇偶校驗矩陣的二進制映像。在關于具有元素{0，1，2，3}的GF(4)的一個實施例中，數(shù)據(jù)符號中的元素被其對應的二進制向量替換，所述二進制向量具有如下所示的唯一的二進制矩陣形式:
[0027]O —向量:[00];矩陣:[00; 00]
[0028]I —向量:[01];矩陣:[10;01]
[0029]2—向量:[10];矩陣:[I I; 10]
[0030]3—向量:[11];矩陣:[01; 11]
[0031]GF (4)中的每個項是定義成呈二進制矩陣形式的b=h*a的GF (4)中的所有a, b的雙射映射GF(4) — GF(4)，其中h是伽羅瓦域GF(4)的元素。
[0032]混合非二進制低密度奇偶解碼器通過取代碼字C和奇偶校驗矩陣H的點積或者說S=C.Η計算校驗子S，來檢測數(shù)據(jù)收斂。校驗子S當數(shù)據(jù)收斂到正確值時為值為O的向量。圖1A中表示了一個例子，其中在GF(4)中，以符號形式表示了奇偶校驗矩陣100。奇偶校驗矩陣100和代碼字C102的點積產(chǎn)生校驗子104，當數(shù)據(jù)收斂到正確值時，校驗值104為O。圖1B中表示了一個實施例中的代碼字C102的例證向量。代碼字C102是自頂向下向量，以致它能夠被乘以奇偶校驗矩陣100。圖1C中表示了等同形式，其中奇偶校驗矩陣110是奇偶校驗矩陣100的二進制映像。二進制映像奇偶校驗矩陣和二進制向量代碼字C112的點積產(chǎn)生當數(shù)據(jù)收斂到正確值時為O的校驗子114。圖1D中表示了一個實施例中的代碼子Cl 12的例證二進制向量。
[0033]如果使用非二進制符號的矩陣形式，那么通過按照有限域，用唯一二進制矩陣替換每個符號，非二進制奇偶校驗矩陣可被變換成二進制矩陣。稱為疊加的這種動作可從GF (q)推廣到線性群。
[0034]伽羅瓦域和線性群之間的差異在于利用線性群并不總是能夠得到逆元，比如(但不限于)加法逆元或乘法逆元。然而，即使不存在逆函數(shù)，奇偶校驗矩陣仍可被定義成線性群。如果線性群LG(2，2)被定義成{O, I, 2，3，4，5，6}，并且每個元素對應于唯一二進制矩陣，那么可根據(jù)線性群LG(2，2)，定義奇偶校驗矩陣，從而在以下二進制矩陣定義的情況下，產(chǎn)生奇偶校驗的二進制映像。
[0035]O—矩陣:[00; 00]
[0036]I—矩陣:[10; 01]
[0037]2—矩陣:[I I; 10]
[0038]3—矩陣:[01; 11]
[0039]4—矩陣:[I I; 01]
[0040]5—矩陣:[01; 10]
[0041]6—矩陣:[10; 11]
[0042]該處理包括選擇7個二進制矩陣，每個二進制矩陣用從O到6的不同數(shù)字命名。對線性群來說，在設計過程中定義每個元素或二進制矩陣的名稱。代碼字仍然是GF(4)中的符號序列。然而，奇偶校驗矩陣呈線性群LG(2，2)形式。LG(2，2)中的每個項是定義成呈二進制矩陣形式的b=h*a的GF (4)中的所有a，b的雙射映射GF (4) — GF (4)，其中h是線性群LG (2，2)的元素。
[0043]在圖1E-1H中重復圖1A-1D的例證校驗子計算，其中代碼字C呈GF (4)形式，奇偶校驗矩陣H呈線性群LG(2，2)形式。圖1E中以線性群LG(2，2)形式表示了奇偶校驗矩陣120,以及以GF(4)形式表不了自頂向下向量代碼字C122。圖1F中表不了一個實施例中的代碼字C122的例證向量。
[0044]利用如上公開的方矩陣，可以定義線性群。在其它實施例中，根據(jù)矩形矩陣定義線性群。在一些備選實施例中，線性群被定義成3X1矩陣，產(chǎn)生線性群LG(3，I)。在具有8個元素LG (3，I) = {O, 1,2, 3,4, 5,6, 7}的實施例中，這可獲得均如下用數(shù)字命名的8個矩陣:
[0045]O—矩陣:[000]’
[0046]I—矩陣:[100]’
[0047]2—矩陣:[010]’
[0048]3—矩陣:[110]’
[0049]4—矩陣:[001]’
[0050]5—矩陣:[101]’
[0051]6—矩陣:[011]’
[0052]7—矩陣:[111]’
[0053]從而，按照諸如(但不限于)上面的例證實施例的方式，定義可用其變換奇偶校驗矩陣的線性群。首先，伽羅瓦域被推廣到具有方矩陣的線性，具有方矩陣的線性群被推廣到具有矩形矩陣的線性群。代碼字C仍然是GF(2) ( 二進制伽羅瓦域)中的符號序列。然而，奇偶校驗矩陣現(xiàn)在是呈LG(3，I)形式的矩形矩陣的線性群。LG(3，1)中的每個項是定義成呈二進制矩陣形式的b=h*a的GF⑵中的a，GF⑶中的b的單射映射GF⑵一GF (8)，其中h是線性群LG(3，I)的元素，a是b的逆元。例如，H=3;0— [000]，;1 — [001]，;而[001]沒有逆元。如果二進制數(shù)O或I被乘以線性群LG(3，I)中的元素，那么結果是3X1矩陣乘以二進制數(shù)。如果結果為b，其中b=H*a，那么H是線性群LG (3，I)的元素，a是二進制數(shù)。結果b是3X1 二進制矩陣。可以認為a是b的逆元。GF(2P)中只有個符號具有逆元。換句話說，當在本實施例中，當在GF(S)中運算時，總是存在逆元，然而當在線性群LG(3，I)中運算時，并不總是存在逆元。當不可獲得逆元時，混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器將使消息重新標準化，以獲得硬決策。
[0054]為了把非混合解碼器從伽羅瓦域形式推廣到具有線性群形式的混合解碼器，混合解碼器中的校驗節(jié)點單元被修改，以把V2C消息從GF (2q)映射到GF (2P)。校驗節(jié)點單元在GF (2P)域中工作，校驗節(jié)點單元結果(或者說C2V消息)從GF (2P)逆映射到GF⑵)。對線性群LG(p，q) (p>q)來說，進行變量節(jié)點更新并且生成V2C消息的變量節(jié)點單元具有維度2%而生成C2V消息的校驗節(jié)點單元具有維度2P。V2C和C2V消息具有伽羅瓦域GF(2q)中的大小2[1，而簡化的基于最小和的解碼器中的Hiin1和min2消息具有伽羅瓦域GF(2P)中的大小2P-1。利用線性群，符號從變量節(jié)點單元映射成校驗節(jié)點單元的符號，雖然對校驗節(jié)點單元中的一些符號來說，在不進行重新標準化的情況下，對變量節(jié)點單元來說，不能找到對應的符號。
[0055]V2C和C2V消息都是向量，都包括具有對數(shù)似然比率值的許多子消息，并且都具有伽羅瓦域GF(2O中的大小2^-1，雖然在混合解碼器中，校驗節(jié)點處理器或校驗節(jié)點單元中的Hiin1和min2消息被變換成伽羅瓦域GF (2P)中的大小2P_1。來自特定變量節(jié)點的每個V2C消息向量將包含與伽羅瓦域中的每個符號對應的子消息，同時每個子消息給出該變量節(jié)點包含特定符號的似然。例如，假定具有2^個元素的伽羅瓦域GF (2》，V2C和C2V消息將包括表示該域中的每個符號的似然的至少2^個子消息。對于最可能符號進行簡化最小和解碼中的消息標準化。從而，V2C和C2V向量格式包括兩個部分，即，最可能符號的標識和其它2q-l個符號的對數(shù)似然比，因為在標準化之后，最可能符號具有等于O的對數(shù)似然比。
[0056]通常，根據(jù)來自除目的地變量節(jié)點外的相依變量節(jié)點的前一輪V2C消息，從校驗節(jié)點到變量節(jié)點的C2V向量消息包含對伽羅瓦域中的每個符號d來說，所述目的地變量節(jié)點包含符號d的概率。在校驗節(jié)點中用于生成給特定相鄰變量節(jié)點的C2V消息的來自相鄰變量節(jié)點的輸入被稱為外來輸入，包括來自除為其準備C2V消息的特定相鄰變量節(jié)點外的所有相鄰變量節(jié)點的前一輪V2C消息，以便避免正反饋。校驗節(jié)點從而根據(jù)目的地變量節(jié)點，把一組不同的外來輸入用于每個消息，為每個相鄰變量節(jié)點準備不同的C2V消息。
[0057]在這里公開的基于最小和的解碼(也稱為簡化的最小和解碼)中，校驗節(jié)點根據(jù)來自相鄰變量節(jié)點的所有外來V2C消息，為伽羅瓦域中的每個非零符號d，計算最小子消息Iiiin1 (d) ,Iiiin1 (d)的索引idx (d),和次最小子消息min2 (d),或者說Iiiin1 (d)除外的所有子消息中的最小值。換句話說，從源于所有外來輸入的消息中收集關于特定符號d的子消息，并根據(jù)收集的關于符號d的子消息,計算Iiiin1 (d)、idx(d)和min2(d)。值Iiiin1 (d)是子消息中的最小值，idx(d)是Hiin1(Cl)的子消息索引，而min2(d)是其次的最小值或者次最小子消息，除Hiin1(Cl)外的所有子消息中的最小值。對具有215-1個符號的伽羅瓦域來說，校驗節(jié)點將計算關于域中除最可能符號外的ρ-l個非零符號每一個的Hiin1 (d)、idx (d)和min2 (d)子消息。Hiin1 (d)、idx (d)和min2 (d)值被保存在存儲器中,供計算C2V消息之用，從而與保存每個中間的前向和后向消息的傳統(tǒng)非二進制校驗節(jié)點處理器相比，需要小得多的存儲器。
[0058]參見圖2，圖中圖解說明基于最小和的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器200的方框圖。圖2圖解說明變量節(jié)點處理器202和校驗節(jié)點處理器204之間的處理流程。如圖2中所示，可在單個變量節(jié)點處理器202和校驗節(jié)點處理器204中實現(xiàn)多個變量節(jié)點和校驗節(jié)點。在其它實施例中，可以包括多個變量節(jié)點處理器和校驗節(jié)點處理器，例如，使變量節(jié)點處理器和校驗節(jié)點處理器的數(shù)目直接對應于Tanner圖中的變量節(jié)點和校驗節(jié)點的數(shù)目?；谧钚『偷姆嵌M制低密度奇偶校驗解碼器200并不局限于任何特殊的拓撲，可被修改，以滿足許多具體應用的要求。根據(jù)這里提供的公開內(nèi)容，本領域的普通技術人員會認識到目前已知和未來可能開發(fā)的適合于基于最小和的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼的各種低密度奇偶校驗電路。
[0059]基于最小和的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器200被供給來自輸入通道206的對數(shù)似然比率值，所述對數(shù)似然比率值可被保存在對數(shù)似然比存儲器210中。如上所述，在其它實施例中，使用簡單似然概率值，而不是對數(shù)似然比率值。所述值被提供給變量節(jié)點處理器202，變量節(jié)點處理器202根據(jù)來自輸入通道206的值和來自相鄰校驗節(jié)點處理器(例如，204)的C2V消息向量，更新與變量節(jié)點處理器202對應的符號的感知值。變量節(jié)點處理器202還生成給校驗節(jié)點處理器(例如，204)中的相鄰校驗節(jié)點的V2C消息向量212。V2C消息向量212被提供給消息格式轉換器214，消息格式轉換器214把V2C消息向量212的格式轉換成由兩部分，即，最可能符號或硬決策，和相對于最可能符號標準化的其它符號的對數(shù)似然比組成的格式，從而產(chǎn)生呈第二種格式的標準化V2C消息向量216。標準化V2C消息向量216被提供給邊緣交織器220，邊緣交織器220在消息邊緣，使在邊界的消息無序，從而使噪聲隨機化，并破壞消息之間的相依性。交織的標準化V2C消息向量222被提供給校驗節(jié)點處理器204，校驗節(jié)點處理器204根據(jù)來自其它相鄰變量節(jié)點的外來V2C消息，生成給每個相鄰的變量節(jié)點處理器的C2V消息224。校驗節(jié)點處理器204根據(jù)來自變量節(jié)點處理器202的外來V2C消息，利用基于最小和的算法，生成C2V消息224。校驗節(jié)點處理器204還映射或變換V2C和C2V消息222,224,以致V2C和C2V消息222,224具有伽羅瓦域GF(2O中的大小2[1，盡管校驗節(jié)點處理器204在GF(2P)域中進行基于最小和的處理，其中校驗節(jié)點處理器204中的Hiin1和min2消息具有伽羅瓦域GF (2P)中的大小2P_1。
[0060]校驗節(jié)點處理器204包括變換電路242，變換電路242變換來自伽羅瓦域GF (2q)的V2C消息222，產(chǎn)生GF(2P)域中的變換后的V2C消息244。變換后的V2C消息244被提供給最小值查找電路246，最小值查找電路246計算關于伽羅瓦域中的q個符號每一個的minjd)、idx(d)和min2(d)子消息250。選擇電路252從子消息250中選擇外來消息，以產(chǎn)生包含外來Hiin1 (d)、idx(d)和min2(d)消息的中間輸出消息A(d) 254。組合電路256組合中間輸出消息A(d) 254中的外來消息，從而產(chǎn)生C2V消息260。變換/重新標準化電路262把C2V消息260從GF(2P)域變換到其中可得到逆函數(shù)的GF (2q)域，并在其中不可獲得逆函數(shù)的GF(2q)域中，使C2V消息260重新標準化，從而產(chǎn)生GF(2q)域中的C2V消息224。這使其中在變量節(jié)點處理器202和校驗節(jié)點204中，伽羅瓦域大小不同的混合運算成為可能。
[0061]C2V消息224被提供給邊緣解交織器226，邊緣解交織器226倒轉邊緣交織器220的處理，隨后被提供給格式恢復電路230，格式恢復電路230倒轉消息格式轉換器214的處理，把消息向量從第二種標準化格式轉換成變量節(jié)點處理器202的第一種消息向量格式。作為結果的第一種格式C2V消息232被提供給變量節(jié)點處理器202，供更新變量節(jié)點中的感知對數(shù)似然比率值之用。在其它實施例中，變量節(jié)點處理器適合于直接使用第二種標準化格式的消息向量。在這些實施例中，省略了消息格式轉換器214和格式恢復電路230。
[0062]當基于最小和的混合非二進制低密度奇偶校驗解碼器200中的值收斂并且穩(wěn)定時，或者當局部迭代的次數(shù)達到極限時，變量節(jié)點處理器202把總的對數(shù)似然比Sn (a) 234提供給判定電路236，從而根據(jù)總的對數(shù)似然比Sn(a)的argmina，生成硬決策240。
[0063]在變量節(jié)點處理器202中實現(xiàn)的變量節(jié)點，已知感知對數(shù)似然比率值L」(a)，感知對數(shù)似然比率值h (a)或者被保存在外部對數(shù)似然比存儲器210中，或者根據(jù)在輸入通道206的測量，即時計算它們。利用式1，計算感知對數(shù)似然比率值h(a):
[0064]Lj (a) = In Pr (Xj = Sj | channel) -1n Pr (Xj = a | channel) 式 I
[0065]其中Xj是基于來自所述通道的測量值a的代碼符號，Sj是關于第j個校驗節(jié)點計算的代碼符號\的最可能的伽羅瓦域符號。
[0066]為了避免概率乘法和除法，使用對數(shù)概率或對數(shù)似然比(LLR)，以致伽羅瓦域中的每個元素具有它自己的值。變量節(jié)點處理器202計算C2V消息向量中的每個元素的所有輸入C2V消息向量R’ i,」=[R’ “(Ο)...R’ ^j(Q-1)]的對數(shù)似然比率值之和。變量節(jié)點處理器202隨后通過從對數(shù)似然比率和中減去來自校驗節(jié)點的對數(shù)似然比率值，并用Iii, j置換按照有限域乘法的向量項，產(chǎn)生給每個相鄰校驗節(jié)點的V2C消息向量212Q' ,,j = [Q’
j (O)...Q’ (q-1)]。這里，把利用q個對數(shù)似然比率值形成的這種向量格式稱為第一種格式或格式I。按照式2和3，在變量節(jié)點處理器202中計算V2C消息向量212:

【權利要求】
1.一種用于解碼數(shù)據(jù)的設備，包括: 變量節(jié)點處理器，其中變量節(jié)點處理器可操作地生成變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息，并根據(jù)校驗節(jié)點-變量節(jié)點消息計算感知值；和 校驗節(jié)點處理器，其中校驗節(jié)點處理器可操作地生成校驗節(jié)點-變量節(jié)點消息，并根據(jù)變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息計算校驗和，其中變量節(jié)點處理器和校驗節(jié)點處理器包含不同的伽羅瓦域。
2.按照權利要求1所述的設備，其中所述設備包括非二進制低密度奇偶校驗數(shù)據(jù)解碼器。
3.按照權利要求1所述的設備，其中校驗節(jié)點處理器包括: 最小值和次最小值查找電路，可操作地處理多個變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息中的每一個中的多個子消息；和 選擇和組合電路，可操作地組合最小值和次最小值查找電路的輸出以生成校驗節(jié)點-變量節(jié)點消息。
4.按照權利要求3所述的設備，其中變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息和校驗節(jié)點-變量節(jié)點消息在所述不同的伽羅瓦域中的第一個伽羅瓦域中，并且其中最小值和次最小值查找電路及選擇和組合電路在所述不同的伽羅瓦域中的第二個伽羅瓦域中。
5.按照權利要求4所述的設備，其中第二個伽羅瓦域大于第一個伽羅瓦域。
6.按照權利要求1所述的設備，還包括可操作地把變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息從所述不同的伽羅瓦域中的第一個伽羅瓦域變換到第二個伽羅瓦域的域變換電路。
7.按照權利要求6所述的設備，其中域變換電路可操作地利用至少一個線性群來變換變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息。
8.按照權利要求6所述的設備，其中域變換電路可操作地利用使用線性群的兩個運算來變換變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息。
9.按照權利要求6所述的設備，其中域變換電路可操作地通過在線性群中定義奇偶校驗矩陣，并在奇偶校驗矩陣元素和線性群成員之間進行映射，來變換變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息。
10.按照權利要求6所述的設備，其中域變換電路可操作地至少部分地通過把包含所述伽羅瓦域中的第一個伽羅瓦域的元素的代碼字轉換成二進制映像代碼字，并利用二進制映像代碼字和奇偶校驗矩陣的二進制映像進行校驗子計算，來變換變量節(jié)點-校驗節(jié)點消肩、O
11.按照權利要求1所述的設備，其中所述設備包含在存儲裝置中。
12.按照權利要求11所述的設備，其中所述存儲裝置包括: 保持數(shù)據(jù)集的存儲介質(zhì)；和 可操作地感測存儲介質(zhì)上的數(shù)據(jù)集和提供對應于數(shù)據(jù)集的模擬輸出的讀/寫頭組件，其中變量節(jié)點處理器可操作地接收得自所述模擬輸出的信號。
13.按照權利要求1所述的設備，其中所述設備包含在數(shù)據(jù)傳輸裝置中。
14.一種用于解碼非二進制低密度奇偶校驗編碼數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括: 至少部分地根據(jù)多個校驗節(jié)點-變量節(jié)點消息向量，在變量節(jié)點處理器中生成變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息向量，變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息向量和校驗節(jié)點-變量節(jié)點消息向量包含第一個伽羅瓦域的元素； 把變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息向量從第一個伽羅瓦域變換到第二個伽羅瓦域，其中第二個伽羅瓦域大于第一個伽羅瓦域； 至少部分地根據(jù)第二個伽羅瓦域中的多個變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息向量，在校驗節(jié)點處理器中計算校驗和及硬決策； 根據(jù)所述多個變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息向量，在校驗節(jié)點處理器中計算最小值、最小值的索引和次最小值；和 通過組合最小值、最小值的索引和次最小值，在校驗節(jié)點處理器中生成校驗節(jié)點-變量節(jié)點消息向量，其中利用第一個伽羅瓦域的元素生成所述校驗節(jié)點-變量節(jié)點消息向量。
15.按照權利要求14所述的方法，其中把變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息向量從第一個伽羅瓦域變換到第二個伽羅瓦域包括利用至少一個線性群映射第一個伽羅瓦域的元素。
16.按照權利要求15所述的方法，其中把變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息向量從第一個伽羅瓦域變換到第二個伽羅瓦域包括利用一系列的線性群進行從第一個伽羅瓦域的元素的多個映射。
17.按照權利要求14所述的方法，其中把變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息向量從第一個伽羅瓦域變換到第二個伽羅瓦域包括在線性群中定義奇偶校驗矩陣，并在奇偶校驗矩陣元素和線性群成員之間進行映 射。
18.按照權利要求14所述的方法，其中把變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息向量從第一個伽羅瓦域變換到第二個伽羅瓦域包括把包含第一個伽羅瓦域的元素的代碼字轉換成二進制映像代碼字，并利用二進制映像代碼字和奇偶校驗矩陣的二進制映像進行校驗子計算。
19.一種數(shù)據(jù)解碼電路，所述電路包括: 變量節(jié)點處理器，其中變量節(jié)點處理器可操作地生成變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息向量，并根據(jù)校驗節(jié)點-變量節(jié)點消息向量計算感知值，其中感知值可以取來自第一個伽羅瓦域的元素的多個值的任意之一；和 校驗節(jié)點處理器，其中校驗節(jié)點處理器可操作地生成校驗節(jié)點-變量節(jié)點消息向量，并根據(jù)變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息向量計算校驗和，其中校驗節(jié)點處理器基本上使用比第一個伽羅瓦域大的第二個伽羅瓦域來操作，其中校驗節(jié)點處理器可操作地在第一個伽羅瓦域和第二個伽羅瓦域之間變換消息。
20.按照權利要求19所述的數(shù)據(jù)解碼電路，其中校驗節(jié)點處理器包括: 可操作地處理多個變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息向量中的每一個中的多個子消息的最小值和次最小值查找電路，其中最小值和次最小值查找電路可操作地從多個變量節(jié)點-校驗節(jié)點消息向量中的每一個中，識別對于第一個伽羅瓦域的各個元素的最小對數(shù)似然比、最小對數(shù)似然比的索引和次最小對數(shù)似然比，其中最小值和次最小值查找電路在第二個伽羅瓦域的范圍內(nèi)操作；和 可操作地組合最小值和次最小值查找電路的輸出，以在第一個伽羅瓦域的范圍內(nèi)生成校驗節(jié)點-變量節(jié)點消息向量的選擇和組合電路。
【文檔編號】H03M13/11GK104052496SQ201410016515
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權日:2013年3月15日
【發(fā)明者】王仲立, 李宗旺, 李書, 張帆, 楊少華 申請人:Lsi公司