发明名称 低密度对偶检查码之解码方法与装置
摘要 一种低密度对偶检查码之解码方法与装置,其特别适合于低密度对偶检查(LDPC)码及长字码使用。所述方法允许对一由多个完全相同的小型图网复本组成之一大图网结构解码。这些较小图网的复本经由一受控制的排列动作来建立该较大的图网结构。这些相同的受控制的排列立即地完成以支援在这些小图网复本间的讯息传递。对应到每一图网复本的讯息系储存于一记忆体中并以一SIMD读取或写入指令整组存取,每一图网复本一个。该图网排列动作可以仅在每一组由记忆体中读出的讯息执行讯息重排,如使用一循环排列动作,使这些讯息传递到对应不同个小图网复本的处理电路。
申请公布号 TWI284460 申请公布日期 2007.07.21
申请号 TW091112436 申请日期 2002.06.07
申请人 高乐肯弗雷瑞恩科技有限公司 发明人 汤姆 理察森;维雷迪米尔 诺维基可夫
分类号 H03M13/00(2006.01) 主分类号 H03M13/00(2006.01)
代理机构 代理人 王云平 台北市大安区敦化南路2段71号18楼
主权项 1.一种用来执行讯息传递解码动作的装置,此装置 包括: 记忆体,包括一组计忆体位置用以储存L组ZK位元的 讯息,其中Z为大于一的正整数且L为非零正整数; 一节点处理器包括复数个节点处理单元,每一节点 处理单元用以执行至少一约束节点处理动作与一 变数节点处理动作;及 一开关装置,其连接该记忆体与该节点处理单元, 该开关装置用以在所述记忆体与所述节点处理器 间传递ZK位元的讯息组,并依照开关控制资讯,对该 组讯息之其中一组做讯息重排。 2.如申请专利范围第1项之装置,更包括: 一讯息排序控制模组,其连接至该开关装置以产生 所述开关控制资讯,以对所述之至少一组讯息做讯 息重排。 3.如申请专利范围第2项之装置,其中该开关装置包 括用来执行一讯息转换的电路,以对一组讯息中的 讯息做重排。 4.如申请专利范围第2项之装置,其中该讯息排序控 制模组储存讯息组读出顺序的资讯及对每一由记 忆体读出的独立讯息组执行何种讯息重排的资讯 。 5.如申请专利范围第2项之装置,其中该讯息排序控 制模组更连接至所述记忆体并连续的产生集合识 别符,每一集合识别符控制该记忆体在一单一读或 写动作时存取一组对应讯息的记忆体位置。 6.如申请专利范围第5项之装置,其中每一个集合识 别符为一单一记忆体位址。 7.如申请专利范围第2项之装置,其中该复数个节点 处理单元包括Z个平行排列的节点处理单元,每一 个节点处理单元皆平行运作以处理在该记忆体与 该节点处理器之间传递的每一组Z个讯息中的每一 不同讯息。 8.如申请专利范围第7项之装置,其中该记忆体包括 一位址输入,其允许每一组讯息以一单元来编位址 ,从而可在一单一SIMD读取动作内将一组讯息从该 记忆体中读出。 9.如申请专利范围第7项之装置,其中该记忆体包括 一位址输入,其允许每一组讯息以一单元来编位址 ,从而可在一单一SIMD写入动作内将一组讯息写入 该记忆体中。 10.如申请专利范围第1项之装置,其中每一该复数 个节点处理单元包括一控制讯号输入端用以接收 一控制讯号,以将该节点处理单元动作在一约束节 点处理模式与一变数节点处理模式间切换。 11.如申请专利范围第10项之装置,更包括: 一解码器控制装置接收该复数个节点处理单元,该 解码器控制装制产生用来控制该复数个节点处理 单元的控制讯号。 12.如申请专利范围第11项之装置,其中在该Z个处理 单元中,每一个都执行一变数节点低密度对偶检查 讯息处理动作,以由从该开关装置接收到之至少一 讯息中产生至少一新讯息。 13.如申请专利范围第10项之装置, 其中该复数个节点处理单元中至少一个包括指示 在复数个连续的变数节点处理动作中每一步所使 用的大量讯息资讯。 14.如申请专利范围第7项之装置, 其中该解码器控制装制更连接到该讯息传递控制 装置;及 其中该讯息传递控制装置指定在变数节点处理模 式与约束节点处理模式下,L组Z个讯息由记忆体中 读出的不同顺序。 15.如申请专利范围第2项之装置,更包括一解码器 控制模组连接至该讯息排序模组,该解码器控制模 组包括对负责控制该L组Z个讯息由记忆体中读出 顺利的讯息排序模组提供资讯所用之工具。 16.如申请专利范围第15项之装置,其中该解码器控 制装置更包括对负责控制该L组Z个讯息由记忆体 中读出顺利的讯息排序模组提供一边标号所用之 工具。 17.如申请专利范围第16项之装置,更包括一连接到 该节点处理器的等级记忆体,用以储存一组节点的 等级资讯。 18.如申请专利范围第17项之装置,其中该控制装置 更包括产生一节点标号,用以决定在任意时间内要 提供哪一组储存的节点等级资讯给该节点处理器 。 19.如申请专利范围第I项之装置,更包括: 一第二节点处理器,其连接至所述记忆体,该第二 节点处理器包括一第二复数个节点处理单元,每一 该第二复数个节点处理单元都用来执行至少一约 束节点处理动作与一变数节点处理动作。 20.如申请专利范围第19项之装置,更包括: 附加记忆体,其连接至该节点处理器与第二节点处 理器,该附加记忆体包括一组额外的记忆体位置以 储存L组ZK位元讯息。 21.如申请专利范围第20项之装置,更包括: 一第二开关装置,其连接到该节点处理器与该附加 记忆体,该第二开关装置用以在所述附加记忆体与 所述节点处理器间传递ZK位元的讯息组,并依照该 第二开关控制资讯,对该组讯息之其中一组做讯息 重排。 22.如申请专利范围第21项之装置, 其中所述节点处理器为一变数节点处理器,用以执 行变数节点解码器的同位检查处理动作; 其中所述附加节点处理器为一约束节点处理器,用 以执行约束节点解码器的同位检查处理动作。 23.如申请专利范围第21项之装置,更包括: 一同位检查验证器其连接到该附加节点处理器,用 以从该第二复数个处理单元中之每一输出决定一 同位检查解码动作何时成功完成。 24.一种用来执行讯息传递解码动作的装置,此装置 包括: 第一记忆体,包括一第一组计忆体位置用以储存L 组ZK位元的讯息,其中z为大于一的正整数且L为非 零正整数; 一第一节点处理器包括一第一复数个节点处理单 元,每一节点处理单元用以接收提供至该第一节点 处理器的每一组ZK位元讯息中之至少一K位元讯息; 及 一第一开关装置,其连接该第一记忆体与该第一节 点处理单元,该第一开关装置用以在所述第一记忆 体与所述第一节点处理器间传递多组讯息组,并依 照该第一开关控制资讯,对该组讯息之其中一组做 讯息重排。 25.如申请专利范围第24项之装置,更包括: 一第二记忆体连接至该第一节点处理器,包括一第 二组计忆体位置以储存L组ZK位元的讯息;及 一第二节点处理器连接至该第二与第一记忆体,该 第二节点处理器包括一第二复数个节点处理单元 。 26.如申请专利范围第25项之装置,更包括: 一附加开关装置连接该附加记忆体与该第二节点 处理器,此附加开关装置用以从所述附加记忆体装 置处接收ZK位元讯息组,并用以在每一接收的z讯息 组中提供一讯息至该第二复数个节点处理单元其 中之一。 27.如申请专利范围第24项之装置,其中该第一节点 处理器系一变数节点处理器,该装置更包括: 一决定装置,其连接到该第一节点处理器中的复数 个节点处理单元,用以从该第一复数个处理单元中 之每一输出决定一同位检查解码动作何时成功完 成。 28.一种用来执行讯息传递解码处理的方法包括以 下步骤: 在一记忆体中储存L组K位元的讯息,每一组K位元的 讯息包括第一至第Z个讯息,其中L与z都是比一大的 正整数而K为一非零正整数; 从记忆体中读取其中一组K位元的讯息; 对读取的该组K位元讯息执行一讯息重排动作,以 产生一组重排后的ZK位元讯息; 平行的将该组重排后的Z个讯息传至一向量处理器 ;及 操作该向量处理器,使用该Z个讯息作为输入以执 行讯息传递解码器动作。 29.如申请专利范围第28项之方法,其中所述讯息传 递解码器动作由该传递来的重排后的讯息组中的Z 个讯息,产生一组Z个解码器讯息。 30.如申请专利范围第29项之方法,其中操作该向量 处理器以产生Z个解码器讯息的步骤,包括以下步 骤: 平行地执行Z个节点处理动作。 31.如申请专利范围第30项之方法,其中每一Z个节点 处理动作系一约束节点处理动作与一变数节点处 理动作两者之一。 32.如申请专利范围第28项之方法,更包括: 产生一讯息集合识别符以指示要从记忆体中读出 哪一组Z个讯息。 33.如申请专利范围第32项之方法,其中读取其中一 组该K位元讯息组的步骤包括: 执行一SIMD读取动作,使用该讯息集合识别符来识 别欲从记忆体中读出的该组讯息。 34.如申请专利范围第28项之方法,更包括: 执行一第二讯息重排动作,该第二讯息重排动作是 在该产生后的Z个解码器讯息上执行,以制造一组 经重排的产生后的解码器讯息。 35.如申请专利范围第34项之方法,更包括: 在所述记忆体中储存该组经重排的产生后的解码 器讯息。 36.如申请专利范围第35项之方法,其中储存该组经 重排的产生后的解码器讯息的步骤包括执行一SIMD 写入动作以将该组经重排的产生后的解码器讯息 写入记忆体中。 37.如申请专利范围第34项之方法,其中执行一第二 讯息重排动作的步骤包括将该组K位元讯息自记忆 体中读出时所执行的讯息重排动作反向后执行。 38.如申请专利范围第28项之方法,更包括: 存取储存的讯息集合排列资讯;及 其中该执行一讯息重排动作的步骤包括以下步骤: 以存取储存的讯息集合排列资讯为函数执行该重 排动作。 39.如申请专利范围第37项之方法,其中该讯息集合 排列资讯包括循环转换资讯。 40.如申请专利范围第28项之方法, 其中该讯息传递解码器动作系变数节点处理动作, 每一个变数节点处理动作包括产生一决策値,及 其中该方法更包含: 检查由该向量处理器产生之决策値以决定是否已 满足一解码条件。 41.一种用来执行讯息传递解码处理的方法包括以 下步骤: 操作一节点向量处理器以产生一组ZK位元讯息,其 中L与Z为大于一的正整数而K为一非零正整数; 对产生的该组ZK位原讯息执行一讯息重排动作以 产生一重排后的ZK位元讯息组; 执行一单一写入动作将该重排后的ZK位元讯息储 存入一记忆体装置。 42.如申请专利范围第41项之方法,其中该执行单一 写入动作的步骤包括执行一SIMD写入动作以将该组 重排后的Z个讯息平行地写入。 43.如申请专利范围第41项之方法,其中该节点向量 处理器产生一组ZK位原讯息的步骤,包括以下步骤: 平行地执行Z个节点处理动作,每一节点处理动作 产生该组ZK位元讯息之其中一讯息。 44.如申请专利范围第43项之方法,其中该Z个节点处 理动作为变数节点处理动作。 45.如申请专利范围第43项之方法,其中该Z个节点处 理动作为约束节点处理动作。 46.如申请专利范围第43项之方法,其中对该组产生 后的ZK位元讯息执行重排动作的步骤包括: 藉由执行一开关动作来转换该组ZK位元讯息中的 讯息使其重排。 47.一种用来执行低密度对偶检查解码的方法,该方 法包括: 执行一SIMD读取动作以读取一组储存的讯息; 对该组储存的讯息执行一讯息重排动作; 提供该组重排后的讯息至节点处理器,该节点处理 器包括复数个平行排列的节点处理单元;及 操作该复数个节点处理单元,以提供的该组重排后 之讯息为函数产生一组更新后的讯息。 48.如申请专利范围第47项之方法,更包括以下步骤: 将该组更新后的讯息中的已更新讯息以一SIMD写入 动作写入一记忆体装置。 49.如申请专利范围第48项之方法,更包括以下步骤: 在将该组已更新讯息写入记忆体装置之前,对该更 新后的讯息执行一讯息重排动作。 图式简单说明: 第一图说明一长度为十的规律LDPC码范例,以二分 图网表示。 第二图为将第一图中以图形表示之编码改以矩阵 表示。 第三图说明资料的编码,传输及解码。 第四图为一非规律LDPC码范例的二分图网表示。 第五图包括第五图a至第五图d,说明根据第四图所 示之LDPC码做LDPC解码的步骤。 第六图为一较小型的LDPC码图示,用来做为一相当 庞大的LDPC码的基础,以说明一根据本发明之范例 。 第七图说明第六图中图形化的小型LDPC码其同位检 查矩阵的表示法。 第八图说明第六图中的编码的边是如何排列,如以 变数节点侧来编号,以及由约束节点侧所见同样的 边是如何呈现。 第九图说明一用来执行串列式LDPC解码动作的系统 。 第十图以图形说明将第六图中的小型LDPC图网复制 三次后的结果。 第十一图说明第十图之LDPC图网其同位检查矩阵的 表示法。 第十二图说明第十一图中的编码的边是如何排列, 如以变数节点侧来编号,以及由约束节点侧所见同 样的边是如何呈现。 第十三图为根据本发明之一实例,将第十一图中的 33单位矩阵换为循环排列矩阵的结果。 第十四图说明第十三图中的编码的边是如何排列, 如以变数节点侧来编号,以及根据本发明做完循环 排列后,由约束节点侧所见同样的边是如何呈现。 第十五图说明一根据本发明完成之LDPC解码器,其 为第九图中解码器向量化的结果。 第十六图与第十七图说明另一个根据本发明完成 之解码器。
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