环形储存器的空间管理方法及其译码装置与流程

本发明是有于一种环形储存器的空间管理方法及其译码装置，且特别是一种适用于低密度奇偶检查码(Low-density parity-check code，LDPC)的环形储存器的空间管理方法及其译码装置。

背景技术：

由于低密度奇偶检查码在性能上具有较高的编码增益，且被证明其错误校正能力可非常地逼近至夏农极限(Shannon Limit)。因此，近年来低密度奇偶检查码已被广泛地应用在各类型的无线通讯领域当中。例如，欧洲电信标准协会(European Telecommunications Standards Institute，ETSI)所提出的第二代数位卫星广播(Digital Video Broadcasting-Satellite-Second Generation，DVB-S2)系统中，即采用有大量的低密度奇偶检查码运用。进一步来说，在第二代数位卫星广播系统的标准制定规格中，采用低密度奇偶检查码所编码出的序列长度(亦可称作为帧长度)，又可被区分为普通帧(64800位)与短帧(16200位)的两种长度模式。

虽然低密度奇偶检查码在应用上具有较好的纠错及校正能力，但在其译码的过程当中，由于采用的是软判决(Soft Decision)方式来进行译码运算，故需要重复循环性的迭代运算才能够取得到较为正确的译码结果。换言之，迭代运算的次数越多，所取得到的译码结果也就越精确。另外，在解码的过程中还需要有较大尺寸的奇偶检查矩阵(Parity Check Matrix)，以及有效率的分组执行方式来协助译码运算。因此，在其译码装置的集成电路上，需要建构有大容量空间的储存器，以藉此实现低密度奇偶检查码的解码过程。

举例来说，请参阅图1与图2，图1是现有的低密度奇偶检查码译码装置中的储存器之示意图，图2是图1之低密度奇偶检查码译码装置的运作过程之示意图。在现有的低密度奇偶检查码译码装置中，采用的是一种乒乓(Ping Pong)储存结构来实现其译码过程，其中乒乓储存结构包含为两个分开的储存器12、14。举例来说，假设译码装置接收的编码序列长度依序为普通帧、短帧、普通帧及普通帧，前述编码序列所对应的对数似然比数据分别为LLR_1、LLR_2、LLR_3、LLR_4，当对数似然比(Log Likelihood Ratio，LLR)运算模块10正要将对应为短帧长度的编码序列的所有对数似然比数据LLR_2存入至储存器14时，较早已存入至储存器12中的前一个普通帧长度的编码序列的所有对数似然比数据LLR_1，则必须被输出至迭代译码算法模块16以便进行译码运算，并且相应地释放出储存器12的整个空间。因此，当在要换成输出储存器14中的对数似然比数据LLR_2至迭代译码算法模块16时，后一个普通帧长度的编码序列的所有对数似然比数据LLR_3才可以被存入在储存器12中，以此类推。

藉由上述内容可知，为了让对数似然比数据LLR_3能够有效地被储存至储存器12中，且迭代译码算法模块16可以同步地对对数似然比数据LLR_2进行译码运算，因此对于对数似然比数据LLR_1来说，其仅能够使用在存入一短帧长度的时间T内以进行完成整个译码运算。有鉴于此，在现有的低密度奇偶检查码译码装置的储存器的空间管理方法中，容易遭遇有解码过程因其迭代运算次数的不足，而导致整体的译码性能出现恶化的情况发生。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种环形储存器的空间管理方法，适用于传输系统的低密度奇偶检查码译码装置中。其中所述传输系统中的编码装置用以依序输出多个编码序列，且该些编码序列包括N个位的编码序列及M个位的编码序列。所述空间管理方法的步骤如下。依序地存入该些编码序列中的第i个编码序列的多个对数似然比数据。储存第i个编码序列的对数似然比数据时，基于该些编码序列中的第k个编码序列的对数似然比数据储存于环形储存器中的起始指针地址，输出第k个编码序列的对数似然比数据来进行迭代译码算法运算，并且当在第k个编码序列的对数似然比数据进行完迭代译码算法运算之后，将第k个编码序列的对数似然比数据从环形储存器中释出。其中，N、M、i与k皆为正整数，且N不等于M及k小于i，k为未进行该迭代译码算法运算的该些编码序列中的索引值最小者。

本发明实施例另提供一种适用于低密度奇偶检查码的译码装置，其中所述译码装置用以接收来自传输系统中的编码装置所输出的多个编码序列，且该些编码序列包括N个位的编码序列及M个位的编码序列。所述译码装置包括对数似然比运算模块、迭代译码算法模块以及环形储存器。对数似然比运算模块用以分别对每一编码序列进行运算，藉此以产生出对应于每一编码序列的多个对数似然比数据。迭代译码算法模块用以分别对每一编码序列的对数似然比数据进行迭代译码算法运算。环形储存器则耦接于对数似然比运算模块及迭代译码算法模块之间。其中环形储存器用以依序地存入该些编码序列中的第i个编码序列的对数似然比数据，以及基于该些编码序列中的第k个编码序列的对数似然比数据储存于环形储存器中的起始指针地址，输出第k个编码序列的对数似然比数据至迭代译码算法模块中，并且当在第k个编码序列的对数似然比数据进行完迭代译码算法运算之后，将第k个编码序列的对数似然比数据从环形储存器中释出。其中N、M、i与k皆为正整数，且N不等于M及k小于i，k为未输出至该迭代译码算法模块的该些编码序列中的索引值最小者。

综上所述，本发明实施例所提供的环形储存器的空间管理方法及其译码装置，可以有效地解决现有技术中低密度奇偶检查码译码装置的储存器，容易导致整体的译码性能出现恶化情况发生的问题。除此之外，上述环形储存器的空间管理方法和译码装置可以藉由增加少量的储存空间，并且不需要引入复杂的管理机制，便可以让各编码序列的译码过程，皆保持有最大的迭代运算次数，以藉此使得整体译码性能上升，并且相对地有助于提高储存器的使用效率。

为使能更进一步了解本发明之特征及技术内容，请参阅以下有关本发明之详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅系用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1是现有的低密度奇偶检查码译码装置中的储存器之示意图。

图2是图1之低密度奇偶检查码译码装置的运作过程之示意图。

图3是本发明实施例所提供的环形储存器的空间管理方法之流程示意图。

图4是本发明实施例所提供的译码装置之功能方块图。

图5是图4之译码装置的运作过程之示意图。

图6是图4之译码装置的另一运作过程之示意图。

具体实施方式

在下文中，将藉由图式说明本发明之各种实施例来详细描述本发明。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述之例示性实施例。此外，在图式中相同参考数字可用以表示类似的组件。

首先，请同时参阅到图3与图4，图3是本发明实施例所提供的环形储存器的空间管理方法之流程示意图，而图4是本发明实施例所提供的译码装置之功能方块图。其中图3的环形储存器的空间管理方法可以是执行于图4的译码装置中，但本发明并不限制图3的环形储存器的空间管理方法仅能够执行于图4的译码装置中。除此之外，下述图4的译码装置仅只是上述环形储存器的空间管理方法之其中一种实现方式，其并非用以限制本发明。

如图4所示，所述的译码装置4适用于进行低密度奇偶检查码的译码运算，因此其主要可包含有对数似然比运算模块40、迭代译码算法模块44以及环形储存器42。其中所述译码装置4中的对数似然比运算模块40以及迭代译码算法模块44可以是透过纯硬件电路来实现，或者是透过硬件电路搭配固件或软件来实现。总而言之，本发明并不限制其具体实现方式。另外，对数似然比运算模块40、迭代译码算法模块44以及环形储存器42可以是整合或是分开设置，且本发明亦不以此为限制。

详细来说，所述译码装置4接收到来自于传输系统中的一个编码装置(图未绘示)所输出的多个编码序列，且所述多个编码序列当中一部分是长度为N个位的编码序列以及另一部分是长度为M个位的编码序列，其中N不等于M且皆为正整数。因此，译码装置4所接收的编码序列可为N个位的编码序列及M个位的编码序列交错。举例来说，若所述传输系统是以第二代数位卫星广播系统为例的话，即表示说N可等于为16200，且M可等于为64800，但本发明并不以此为限制。另外，同理所述传输系统亦可以是延伸的第二代数位卫星广播(Extension of DVB-S2Satellite Digital Broadcasting Standard，DVB-S2X)系统。总而言之，本技术领域中具有通常知识者可依据实际需求或应用来进行设计。

接着，对数似然比运算模块40用以分别对每一编码序列进行运算，藉此以产生出对应于每一编码序列的多个对数似然比数据。环形储存器42则耦接于对数似然比运算模块40及迭代译码算法模块44之间。另外，迭代译码算法模块44则用以分别对每一编码序列的对数似然比数据进行迭代译码算法运算。值得注意的是，由于所述译码装置4中的对数似然比运算模块40及迭代译码算法模块44为本技术领域中具有通常知识者所习知，因此有关于对数似然比运算模块40及迭代译码算法模块44的细部内容于此就不再赘述。

因此，若以环形储存器42的空间管理方法，来做进一步说明的话，可请再同时参阅到图3与图4。首先，在步骤S301中，环形储存器42将用以依序地存入编码序列中的第i个编码序列的多个对数似然比数据。另外，在步骤S303中，在储存第i个编码序列的对数似然比数据LLR_i时，环形储存器42中已存有编码序列中的第k个编码序列的对数似然比数据LLR_k，基于所述第k个编码序列的对数似然比数据LLR_k储存于环形储存器42中的一个起始指针地址，环形储存器42将输出对数似然比数据LLR_k至迭代译码算法模块44中，以便进行迭代译码算法运算，并且当在对数似然比数据LLR_k进行完毕迭代译码算法运算之后，再将LLR_k从环形储存器42中释出。其中，i与k皆为正整数且k小于i，k为未进行迭代译码算法运算的编码序列中的索引值最小者。

当对数似然比数据LLR_i已全数存入环形储存器42后，环形储存器42可再接收第i个编码序列的次一个编码序列的对数似然比数据LLR_j，而此时迭代译码算法模块44仍可继续为对数似然比数据LLR_k进行迭代译码算法运算，无需为了新存入的对数似然比数据LLR_j而结束迭代解码并释出储存空间。

根据以上内容之教示，本技术领域中具有通常知识者应可以理解到，步骤S301及步骤S303应该为并行执行而未冲突之步骤。换句话说，在所述的译码装置4中，是不断地依序会有一个编码序列的所有对数似然比数据被存入至环形储存器42中，并且对于较早已存入至环形储存器42中的编码序列的所有对数似然比数据来说，亦会是根据先进先出(First In First Out，FIFO)的方式，而来依序地输出至迭代译码算法模块44，以便进行译码运算。值得注意的是，本发明实施例的环形储存器42，会是在对应的编码序列的所有对数似然比数据，进行完毕迭代译码算法运算之后，才将此编码序列的所有对数似然比数据从环形储存器42中释出。

由此可知，本发明实施例的环形储存器42的空间管理方法主要精神乃在于，可以不需要提早释放出环形储存器42中的空间，并且使得迭代译码算法模块44对于各编码序列的译码运算，皆可保持有其最大的迭代运算次数。有鉴于此，相较于图2中普通帧长度编码序列的对数似然比数据LLR_1仅能够使用于短帧长度的时间T内来完成整个译码运算，本发明实施例中的编码序列的对数似然比数据LLR_1能够使用在保持有最大迭代运算次数的时间T’内来完成整个译码运算(如图5所示，其中图5是图4之译码装置的运作过程之示意图)，故藉此以相对提高其迭代运算的次数，并且进而可导致整体译码性能上升。

另外一方面，上述的环形储存器42可以为一个随机存取内存(Random Access Memory，RAM)，且当所述的多个编码序列包括N个位和M个位两种长度，而N小于M时，所述的环形储存器42可被配置储存有至少(2M+N)个位的容量，即足以供本实施例所述的空间管理方法所需的空间。除此之外，本技术领域中具有通常知识者应可以理解到，所述的环形储存器42可以是一个首尾相连的圆形结构储存器。换句话说，本发明实施例所提供的环形储存器的空间管理方法及其译码装置，仅需要增加少量的储存空间，并且不需引用入较为复杂的管理机制，就能够助于提高储存器的使用效率。

更进一步来说，当在第i个编码序列的所有对数似然比数据存入至环形储存器42时，同时记录第i个编码序列的所有对数似然比数据储存于环形储存器42中的起始指针地址，以及第i个编码序列的序列长度信息。藉此，当有新的编码序列的对数似然比数据将被存入环形储存器42时，译码装置4可经由已记录的编码序列的序列长度信息及其对数似然比数据的起始指针地址，计算出新的编码序列的所有对数似然比数据要储存在环形储存器42时的起始指针地址。例如，第一个编码序列的序列长度信息为16200个位，所述编码序列的对数似然比数据是从环形储存器42的第0个地址(亦即起始指针地址)开始储存，则当要存入第二个编码序列的所有对数似然比数据时，即可从环形储存器42的第16200个地址开始储存，并且将第16200个地址记录为第二个编码序列的对数似然比数据的起始指针地址。值得注意的是，负责储存所记录下的起始指针地址及序列长度信息的储存器，并不限于是本发明实施例所提供的环形储存器42。在设计上，若为了方便可将上述等信息另储存于一个地址/长度储存器(未绘之)中。总而言之，本发明并不以此为限制。

另外一方面，编码装置所输出的编码序列，并不限于是仅具有上述N个位的编码序列及M个位的编码序列。举例来说，编码装置所输出的编码序列更可包括L个位的编码序列，且L为介于N与M之间的正整数。换言之，所输出的编码序列可能会是被区分为普通帧(M个位)、中帧(L个位)与短帧(N个位)的三种长度模式。总而言之，本发明亦不以此为限制。值得一提的是，当编码序列被区分为如前所述的三种长度模式时，环形储存器42仍仅需(2M+N)个位的容量。

除此之外，以下将再使用另一例子来更进一步说明本发明实施例所提供的环形储存器的空间管理方法及其译码装置，系如何让各编码序列的译码过程皆保有最大的迭代运算次数。请参照图6，图6是图4之译码装置的另一运作过程之示意图。

当对数似然比运算模块40正要将第二个普通帧长度的编码序列的所有对数似然比数据LLR_6存入至环形储存器42时，较早已存入至环形储存器42中的第一个编码序列的所有对数似然比数据LLR_5，则必须被输出至迭代译码算法模块44，以便进行译码运算。然而，由于第一个编码序列为短帧长度模式，因此在让对数似然比数据LLR_6皆储存至环形储存器42的同时，对于第一个编码序列的所有对数似然比数据LLR_5来说，执行最大的迭代运算次数所需的时间(即足够的时间T”)仍不会超过LLR_6存入环形储存器42的时间，因此可以完成整个译码运算。另外，对于第二个编码序列的所有对数似然比数据LLR_6来说，则必须等到LLR_6皆已有效地被储存至环形储存器42后，才能够对所有的对数似然比数据LLR_6来进行译码运算，如图6所示，以此类推。

参阅上述图5及图6所记载的例示可知，不论译码装置4接收到不同长度的编码序列的顺序如何，每一编码序列的所有对数似然比数据都可以有充裕的时间完成最大次数的迭代运算，提高整体译码的性能。

综上所述，本发明实施例所提供的环形储存器的空间管理方法及其译码装置，可以有效地解决现有技术中低密度奇偶检查码译码装置的储存器，容易导致整体的译码性能出现恶化情况发生的问题。除此之外，上述环形储存器的空间管理方法和译码装置可以藉由增加少量的储存空间，并且不需要引入复杂的管理机制，便可以让各编码序列的译码过程，皆保持有最大的迭代运算次数，以藉此使得整体译码性能上升，并且相对地有助于提高储存器的使用效率。

以上所述仅为本发明之实施例，其并非用以局限本发明之专利范围。

符号说明

10、40：对数似然比运算模块

12、14：储存器

16、44：迭代译码算法模块

LLR_1～LLR_6：对数似然比数据

T、T’、T”：时间

4：译码装置

42：环形储存器

S301～S303：流程步骤