用于共享公共硬件资源的不同的低密度奇偶校验(ldpc)码的低密度奇偶校验编码的制作方法
【专利说明】用于共享公共硬件资源的不同的低密度奇偶校验(LDPC)码的 低密度奇偶校验编码
[0001] 发明背景
[0002] 本发明设及纠错编码及解码领域。更具体地，本发明设及低密度奇偶校验化DPC) 码W及设及LDPC编码器。
[0003] 发射数字数据的过程可W将误差引入到数据中。从而，所接收的数据可W与所发 射的数据不同。运种差错典型地是由存在于传输信道中的噪声引起的。差错的量通常与相 对于噪声存在的量的传输信号强度有关。纠错编码是其在传输之前将冗余插入到数据中的 技术。在接收后，该冗余被用于尝试纠正在传输过程期间引入的误差。
[0004] 块编码是一种纠错编码，其中要被发射的数字数据被拆分成固定大小的消息。在 传输之前，每个消息由编码器编码成码字(也称为"块"）。冗余，称为奇偶校验数据，在编码 过程期间被插入，使得码字被做成比消息更大。每个码字包括信息位和奇偶校验位两者。假 设码字分别由n位组成。n位中仅某些模式是有效的码字;剩余的模式都是无效的。然后码字 被发射，运可能导致码字被损坏。在接收后，解码器尝试根据所接收的并且可能被损坏的码 字来推理原始的消息。
[0005] 发生器矩阵可W在编码过程期间被用于将消息编码为有效码字。在接收后，奇偶 校验矩阵可W在解码过程期间被用于生成差错向量，其中差错向量指示在所接收的码字中 差错的存在。
[0006] 线性块纠错码是一种其中有效码字的任何线性组合也是有效码字的码。低密度奇 偶校验化DPC)码是W稀疏奇偶校验矩阵为特征的线性块纠错码的子类别。运意味着，奇偶 校验矩阵主要由0和相对小数字的1组成。LDP邱马最初是在1960年代引入的但最近受到越来 越多的关注。运是至少部分地是由于在使LDPC码适合于硬件实现的解码方面的固有的并行 性并且由于在设计LDPC码方面的灵活性，运允许LDPC码被用于各种应用中。许多电信标准 使用具有各种块长度和码速率的LDP邱马的集合。码速率可W被定义为被包含在每个块中的 非冗余数据的部分。
[0007] 对于LDPC码的发生器矩阵一般是不稀疏的。运意味着，对于LDPC码的编码过程可 W具有高的复杂性。在减少编码复杂性的努力中，一些编码方案在编码过程期间使用奇偶 校验矩阵来计算码字。运是可能的，因为由于针对每个特定的LDPC码的奇偶校验矩阵可W 从针对该码的发生器矩阵中导出所W奇偶校验矩阵与发生器矩阵有关。奇偶校验矩阵可W 被划分成子矩阵。用于每个码字的奇偶校验位可W使用子矩阵根据消息位而计算出来。
[000引一些LDPC编码器采用后向的替代品。运种方法被用来避免在降低编码计算的复杂 性的努力中奇偶校验子矩阵的转置。然而，后向置换程序的并行性引入了高复杂性。另外， 为了实现关于具有不同的块长度和码速率的LDPC码的后向置换程序，至少对于多个子矩阵 的非零元素需要被存储（即每个码长度、每个码速率一个），运需要大的存储器。除了存储要 求，运些程序的实现往往需要复杂的硬件。
[0009] 发明概述
[0010] 本发明是针对一种关于低密度纠错码的奇偶校验编码器并且设及一种编码方法。 根据实施例，一种用于纠错编码的编码器，包括:第一硬件资源，其被配置成接收消息位向 量并且根据消息位向量计算中间奇偶校验位向量，其中，中间奇偶校验位向量是基于奇偶 校验矩阵的子矩阵来计算出的；W及第二硬件资源，其被配置成根据中间奇偶校验位向量 计算奇偶位向量，其中，第二硬件资源被配置成计算多个不同的码的奇偶校验位，W及其 中，被配置成计算关于码中的特定一个码的奇偶校验位的硬件资源的部分与被配置成计算 关于码中的另一特定的码的奇偶校验位的硬件资源的部分公共地共享。
[0011] 根据进一步的实施例，一种对纠错码进行编码的方法，包括:使用奇偶校验矩阵的 子矩阵来根据消息位向量计算中间奇偶位向量；W及使用被配置成计算关于多个不同的码 的奇偶校验位的固定的硬件资源来根据中间奇偶校验位向量计算奇偶校验位向量W及其 中，被配置成计算关于码中的特定的一个码的奇偶校验位的硬件资源的部分与被配置成计 算关于码中的另一特定的码的奇偶校验位的硬件资源的部分公共地共享。
[0012] 附图的简要说明
[0013] 本发明是相对于其特定示例性实施例进行描述，并且相应地对附图进行了参考， 在附图中：
[0014] 图1示出一种通信系统，其中本发明的实施例可W被实现；
[0015] 图2示出根据本发明的实施例的奇偶校验编码器；
[0016] 图3示出根据本发明的实施例的奇偶校验矩阵的划分；
[0017] 图4示出根据本发明的实施例的计算奇偶校验位的方法；
[0018] 图5示出根据本发明的实施例的、用于特定的纠错码的奇偶校验子矩阵的转置的 逆矩阵；
[0019] 图6示出根据本发明的实施例的、用于替代的纠错码的奇偶校验子矩阵的转置的 逆矩阵；
[0020] 图7示出根据本发明的实施例的、在不同的纠错码之间共享的异或硬件资源；
[0021] 图8示出根据本发明的实施例的、用于生成中间奇偶校验位向量的示例性硬件实 现；
[0022] 图9示出根据本发明的实施例的、用于生成奇偶校验位向量的示例性硬件实现；
[0023] 图10示出根据本发明的实施例的、用于生成对于硬件资源共享的四个纠错码中的 每个纠错码的奇偶校验位的示例性硬件实现；
[0024] 图11示出根据本发明的实施例的、其中硬件资源在四个不同的纠错码之间被共享 的示例性硬件实现；W及
[0025] 图12示出根据本发明的实施例的、其中硬件资源被在不同的纠错码的不同的奇偶 校验位之间被共享的示例性硬件实现。
[0026] 本发明的优选实施例的详细说明
[0027] 本发明利用一组纠错码的特定的特征W便降低编码器的存储需求和硬件复杂性 需求。本发明的实施例允许同一编码器硬件来执行关于不同的块长度和码速率的编码。因 此，编码器的硬件资源可W在由编码器所支持的不同的块长度和码速率之间进行共享。本 发明的实施例对于编码低密度奇偶校验(LDPC)码是有用的。
[0028] 图1示出一种通信系统100,在其中本发明的实施例可W被实现。如图1中所示，要 发射的数字数据102被输入到发射机104。发射机104可W包括编码器106和调制器108。编码 器106对数据执行纠错编码，例如，通过将数据102拆分成固定大小的消息并且将消息编码 成码字。W奇偶校验位形式的冗余在编码过程期间被插入，使得码字被做成比消息更大。
[0029] 调制器108然后可W通过根据码字调制一个或多个载波信号来准备用于传输的码 字。作为例子，调制可W根据正交频分复用(OFDM)来执行。每个被调制的和编码的信号然后 可W经由通信信道110来进行传输。信道110可W是，例如，无线通信信道，其可W是，例如， 无线局域网络(WLAN)的部分。
[0030] 接收机112从信道110接收所发射的信号。接收机112可W包括解调器114和解码器 116。解调器114解调所接收的信号W重构码字。码字然后可W由解码器116进行解码，W便 重构原始数据102。虽然解码器116可W纠正由通信过程引入的某些差错，但从解码器112输 出的数据118可W由于仍然存在未纠正的差错而与原始数据102不同。
[0031] 图2示出根据本发明的实施例的奇偶校验编码器200。奇偶校验编码器200可W被 包括在图1中的编码器106中。奇偶校验编码器200接收信息位向量S。信息位向量S包含消息 位。奇偶校验编码器200使用消息位来产生奇偶校验位向量P。奇偶校验位向量P包含对应于 输入到编码器200的消息位的奇偶校验位。图1中的编码器106可W执行除了奇偶校验编码 器200的功能之外的功能。例如，编码器106可W执行填充，其中各位在计算奇偶校验位之前 被添加到消息位。编码器106可W执行删截(puncturing)并且在计算奇偶校验位之后重复。