专利名称：一种译码器及译码方法
技术领域：
本发明涉及译码领域，尤其涉及一种译码器及译码方法。
背景技术：
在通信系统中纠错码用来提高数据传输的可靠性，低密度奇偶校验码(LDPC， Low-Density Parity-Check码)是一种基于稀疏校验矩阵的线性分组码，由于具有逼近香 农限的译码性能和可并行实现的编译码算法，它逐渐成为信道编码界研究的热点，在无线 通信、卫星通信等领域得到了很多应用。目前，采用水平分层译码算法和部分并行处理的译码方法，具体的为译码器接 收到的数据在输入缓存中缓存，根据LDPC码H矩阵中各行校验方程的关系，通过“ π正交 换网络”进行选择路由，对每个校验节点选择其关联的变量节点，进入SIS0(Soft In Soft Out，软输入软输出)模块进行校验节点更新计算和存储，通过η 2逆交换网络进行逆交换 恢复到原序列顺序，进行变量节点的计算，完成一次迭代计算过程。完成预先设定的迭代次 数后输出。随着光传输系统的发展，对FEC O^rward Error Correction，前向纠错)技术提出 了更高的要求，特别是100(ibpS长距离光传输系统的发展，相对于40(ibpS速率的系统，要求 至少4dB更强的FEC增益性能，LDPC码成为适用于100(ibpS高速光传输系统的极具潜力的 纠错码，可望成为该系统的编码方案。要实现高速光传输系统的编解码方案，并保证低错误 平层的性能，所设计的LDPC码长通常会较长，并且其吞吐量大，达到100(ibpS，现有技术中 应用在无线通信、卫星通信中的译码方法无法实现单个译码器如此高的吞吐量。
发明内容
本发明的实施例提供一种译码器及译码方法，在进行LDPC译码的过程中能够较 大程度的提高译码器的吞吐量。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案—种译码器，包括R个层运算模块和硬判决输出模块；所述R个层运算模块依次 连接，在任意相邻的两个层运算模块中，前一个层运算模块的输出是后一个层运算模块的 输入；R为H矩阵的子循环矩阵层的层数；第N个层运算模块，用于以预定码字长度为并行位宽并行接收待译码数据对应的 后验概率信息APP值，根据所述H矩阵的第N个子循环矩阵层的结构特征，对接收的APP值 进行更新运算，得到所述待译码数据对应的经过该层运算模块更新运算后的APP值，并将 所述更新运算后得到的APP值以所述预定码字长度为并行位宽并行输出；其中，N为自然 数，1彡N彡R ；所述硬判决输出模块，用于接收第R个层运算模块输出的APP值，并将其进行硬判 决输出。一种译码方法，包括
以预定码字长度为并行位宽并行接收待译码数据，将所述待译码数据以后验概率 信息APP值的形式进行R层层运算对所述待译码数据对应的APP值进行更新；在任意相邻 的两层层运算之间，前一层层运算的输出是后一层层运算的输入；所述R为H矩阵的子循环 矩阵层的层数；第N层层运算是根据所述H矩阵的第N个子循环矩阵层的结构特征，对以所述预 定码字长度为并行位宽并行输入的APP值进行更新运算，并将更新运算得到的APP值以所 述预定码字长度为并行位宽并行输出；其中，N为自然数，1将第R层层运算得到的APP值进行硬判决输出。本发明实施例提供的技术方案，采用全并行译码结构，并且译码器的多个层运算 模块进行全流水处理，从而能够较大程度的提高译码器的吞吐量。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例1中一种译码器的组成结构示意图；图2为本发明实施例1中另一种译码器的组成结构示意图；图3为本发明实施例1中另一种译码器的组成结构示意图；图4为本发明实施例1和实施例2中列重为2的译码矩阵的子矩阵示意图；图5为本发明实施例2中一种译码方法的流程图；图6为本发明实施例2中将所述待译码数据以后验概率信息APP值的形式进行全 并行译码处理的流程图；图7为本发明实施例2中另一种译码方法的流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1本发明实施例提供一种译码器，如图1所示，该译码器包括R个层运算模块1和 硬判决输出模块2。所述R个层运算模块1依次连接，在任意相邻的两个层运算模块中，前一个层运算 模块的输出是后一个层运算模块的输入；R为H矩阵的子循环矩阵层的层数，子循环矩阵层 由循环子矩阵组成。其中，如下所示的H矩阵，列举该H矩阵只是为了便于理解本发明实施 例，本发明对H矩阵不做具体的限制，该H矩阵由2 X 3个3 X 3的子矩阵构成，每个子矩阵
为一个循环矩阵，矩阵的列为变量节点(如下矩阵所标识的vl，v2，......，v9)，矩阵的行
为校验节点(如下矩阵所标识的cl，c2，......，c6)，节点中“1”表示该列上的变量节点与行上的校验节点相关联，该H矩阵的子循环矩阵层的层数为2层，每个子循环矩阵层包含3
个3X3循环子矩阵。
权利要求
1.一种译码器，其特征在于，包括R个层运算模块和硬判决输出模块；所述R个层运 算模块依次连接，在任意相邻的两个层运算模块中，前一个层运算模块的输出是后一个层 运算模块的输入；R为H矩阵的子循环矩阵层的层数；第N个层运算模块，用于以预定码字长度为并行位宽并行接收待译码数据对应的APP 值，根据所述H矩阵的第N个子循环矩阵层的结构特征，对接收的APP值进行更新运算，得 到所述待译码数据对应的经过该层运算模块更新运算后的APP值，并将所述更新运算后得 到的APP值以所述预定码字长度为并行位宽并行输出；其中，N为自然数，l^N^R；所述硬判决输出模块，用于接收第R个层运算模块输出的APP值，并将其进行硬判决输出ο
2.根据权利要求1所述的译码器，特征在于，每一个层运算模块均包括最小和MS单 元阵列和APP存储阵列；第一个层运算模块还包括选择输入单元；所述R个层运算模块中 除第一个层运算模块以外的每个层运算模块均还包括交换网络阵列；所述选择输入单元，用于以所述预定码字长度为并行位宽并行接收待译码数据对应的 初始APP值，并将接收到的所述APP值发送给其所在层模块的MS单元阵列；所述交换网络阵列，用于以所述预定码字长度为并行位宽并行接收上一个层运算模块 输出的APP值，并将所述APP值以固定连线交换的方式发送给其所在层运算模块的MS单元 阵列；所述MS单元阵列，用于根据其所在层运算模块所对应的所述H矩阵的子循环矩阵层的 结构特征，对其接收到的APP值进行更新运算，得到更新运算后的APP值，并将所述更新后 的APP值发送给其所在层运算模块的APP存储阵列；所述APP存储阵列，用于暂存其所在层运算模块的MS单元阵列发送的APP值，当缓存 得到所述待译码数据对应的更新运算后的AAP值后，将所述待译码数据对应的更新运算后 的AAP值以所述预定码字长度为并行位宽并行输出。
3.根据权利要求2所述的译码器，其特征在于，所述MS单元用于根据其所在层运算模 块所对应的所述H矩阵的子循环矩阵层的结构特征，对其接收到的APP值进行更新运算，得 到更新运算后的APP值，包括根据接收的所述选择输入单元或者所述交换网络阵列发送的APP值并行计算变量节 点的值；根据所述变量节点的值计算与所述变量节点相关联的校验节点的值；其中，所述变量 节点与所述校验节点的关联关系是由所述MS单元所在层运算模块所对应的所述H矩阵的 子循环矩阵层的结构特征决定的；将所述变量节点的值加上所述校验节点的值得到更新后的APP值。
4.根据权利要求2所述的译码器，其特征在于，当所述待译码数据需要进行迭代译码 处理，且所述迭代译码处理没有达到预定迭代次数时，第R个层运算模块还用于将其更新 运算得到后的APP值以所述预定码字长度为并行位宽并行输出给所述第一个层运算模块；所述第一个层运算模块接收的待译码数据对应的APP值具体为所述第R个层运算模块 更新运算得到的APP值。
5.根据权利要求4所述的译码器，其特征在于，所述选择输入单元还用于选择所述第R 个层运算模块更新运算得到的APP值以所述预定码字长度为并行位宽进行并行接收。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的译码器，其特征在于，当所述H矩阵的第N个子 循环矩阵层的列重大于等于2时，所述第N个层运算模块还包括APP更新计算模块，用于根据第N个层运算模块的MS单元阵列更新运算得到的第N个 子循环矩阵层的同一列所关联的至少两个校验节点所对应的更新后的APP值，以及输入到 第N个层运算模块与该列对应的APP值，计算得到该列对应的更新后的APP值，并将所述该 列对应的更新后的APP值发送给第N个层运算模块的APP存储阵列。
7.根据权利要求6所述的译码器，其特征在于，所述第N个层运算模块的APP更新计算 模块根据第N个层运算模块的MS单元阵列更新运算得到的第N个子循环矩阵层的同一列 所关联的至少两个校验节点所对应的更新后的APP值，以及输入到第N个层运算模块与该 列对应的APP值，计算得到该列对应的更新后的APP值包括将所述第N个子循环矩阵层的同一列所关联的至少两个校验节点所对应的更新后的 APP值相加，减去所述输入到第N个层运算模块与该列对应的APP值，得到所述该列对应的 更新后的APP值。
8.—种译码方法，其特征在于，包括以预定码字长度为并行位宽并行接收待译码数据，将所述待译码数据以后验概率信息 APP值的形式进行R层层运算对所述待译码数据对应的APP值进行更新；在任意相邻的两 层层运算之间，前一层层运算的输出是后一层层运算的输入；所述R为H矩阵的子循环矩阵 层的层数；第N层层运算是根据所述H矩阵的第N个子循环矩阵层的结构特征，对以所述预定码 字长度为并行位宽并行输入的APP值进行更新运算，并将更新运算得到的APP值以所述预 定码字长度为并行位宽并行输出；其中，N为自然数，1彡N彡R ；将第R层层运算得到的APP值进行硬判决输出。
9.根据权利要求8所述的译码方法，其特征在于，当所述待译码数据需要进行迭代译 码处理时，该方法还包括当所述迭代译码处理未达到预定迭代次数时，将第R层层运算得到的以所述预定码字 长度为并行位宽并行输出的APP值，作为第一层层运算的输入；当所述迭代译码处理达到预定迭代次数时，将第R层层运算译码处理得到的APP值进 行硬判决输出。
10.根据权利要求8或9所述的译码方法，其特征在于，所述第N层层运算是根据所述 H矩阵的第N个子循环矩阵层的结构特征，对以所述预定码字长度为并行位宽并行输入的 APP值进行更新运算，包括根据并行输入的所述APP值并行计算变量节点的值；根据所述变量节点的值计算与所述变量节点相连的校验节点的值；其中，所述变量节 点与所述校验节点的关联关系是由所述MS单元所在层运算模块所对应的所述H矩阵的子 循环矩阵层的结构特征决定的；将所述变量节点的值加上所述校验节点的值，得到更新后的APP值。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的译码方法，其特征在于，当所述H矩阵的第N 个子循环矩阵层的列重大于等于2时，所述第N层层运算还包括根据第N个子循环矩阵层的同一列所关联的至少两个校验节点所对应的更新后的APP值，以及第N层层运算中该列对应的输入的APP值，计算得到该列对应的更新后的APP值； 将所述H矩阵的第N个循环矩阵的所有列对应的更新后的APP值，作为第N层层运算 的输出。
12.根据权利要求11所述的译码方法，其特征在于，所述根据第N个子循环矩阵层的同 一列所关联的至少两个校验节点所对应的更新后的APP值，以及第N层层运算中该列对应 的输入的APP值，计算得到该列对应的更新后的APP值，包括将所述第N个子循环矩阵层的同一列所关联的至少两个校验节点所对应的更新后的 APP值相加，并减去所述第N层层运算中该列对应的输入的APP值，得到该列对应的更新后 的APP值。
全文摘要
本发明实施例公开了一种译码器及译码方法，涉及译码领域，能够较大程度的提高译码器的吞吐量。本发明的译码器包括R个层运算模块和硬判决输出模块；所述R个层运算模块依次连接，在任意相邻的两个层运算模块中，前一个层运算模块的输出是后一个层运算模块的输入；第N个层运算模块以预定码字长度为并行位宽并行接收待译码数据对应的APP值，对接收的APP值进行更新运算，得到所述待译码数据对应的经过该层运算模块更新运算后的APP值，并将更新运算后的APP值以预定码字长度为并行位宽并行输出；硬判决输出模块接收第R个层运算模块输出的APP值并将其进行硬判决输出。本发明实施例主要用于高吞吐量译码的过程中。
文档编号H03M13/11GK102136842SQ20101057103
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者喻凡, 常德远, 肖治宇 申请人:华为技术有限公司