专利名称：用于低密度奇偶校验码的多门限解码的固定门限和信道估计的制作方法
技术领域：
本发明的实施例通常涉及通信信号中的差错校正。
背景技术：
通信信道无论是光纤信道、同轴信道、有线信道、无线信道还是在其上传送大量数据的系统中的总线连接位置都可以为信道上正在传输的信息增加噪声和差错。为了校正由通信信道增加的差错，可以以码字的形式发送信息，其中每个码字包含相同数量的总位数并且其中这些位中的一些位是信息(消息)位而一些位用于差错校正。长度为n位的码字包括用于码的消息长度的k位和r＝n-k个冗余位。r位用于校正并且可以是r个奇偶校验位。奇偶校验矩阵H包含一组按照下列关系式定义码字的奇偶校验方程HCT＝0，其中C是码字位的n维矢量。在接收机处，如果未满足此关系式，则接收的码字无效并且必须经过校正或重新传输。
存在有用于为通过通信信道传播的码字解码的各种方案。一些方案可提供精度，并且一些方案可提供快速解码。在高速数据通信中，所需要的是准确而快速、但同时可在没有相当大复杂性的情况下实现的解码方案。
图1示出了利用一组固定门限为从通信信道接收的信息迭代解码的方法实施例的流程图。
图2示出了用于选择多个门限为从通信信道接收的信息迭代解码的方法实施例的流程图。
图3示出了具有利用固定的多个门限为信息迭代解码的解码器和门限模块的设备实施例的框图。
图4示出了具有用于向解码器提供信息以选择多个门限为信息迭代解码的信道估计单元的设备实施例的框图。
图5示出了网络实施例的框图，其中在信道的一端为信息编码而在该信道的另一端为信息解码。
图6示出了利用固定的多个门限为各种码解码的实施例和利用自适应的多个门限为各种码解码的实施例的比较。
图7示出了可用于为LDPC解码器确定固定门限的仿真中的方法实施例的流程图。
图8示出了具有利用固定的多个门限为码字迭代解码的解码器的系统实施例的框图。
具体实施例方式
下面的详细描述涉及通过图示说明的方式示出特定细节的附图和其中可实现本发明的实施例。对这些实施例的描述足够详细以使本领域的技术人员能够实现本发明。在没有背离本发明范围的情况下，可使用其他实施例并且可进行结构改变、逻辑改变和电学改变。本文公开的各个实施例不必是互斥的，因为一些实施例可以和一个或多个其他实施例组合以形成新的实施例。下面的详细描述因此不认为是限制意义的，并且本发明实施例的范围仅由所附权利要求书连同这样的权利要求书的等同物的整个范围来限定。
在各个实施例中，通过为从通信信道接收的码字解码来提供数据。使用的解码方案可在解码过程中利用门限。迭代解码过程中的门限可以被视为标准，可与这些标准进行比较以控制过程中的后续行为。一个实施例包括具有多门限判定方案的解码器。通过多门限判定方案，意指在一次或多次解码迭代期间将门限值变为计算值或预定义值。在多门限解码器中，在解码过程的不同迭代段期间，门限可具有不同值。解码方案以及适于这样的方案的设备的实施例包括利用自适应门限选择和固定门限选择的多门限解码器的应用。在一个实施例中，在第一次迭代期间，利用最大门限值(绝对值)，并且在下面的迭代中，应用其中门限减小的门限改变。改变门限值允许在第一迭代期间利用高门限值，从而导致无差错传播或差错传播的减少。因此，如果解码器甚至对少量差错进行了校正，则后续迭代时的解码会变得容易得多。多门限解码方案的实施例的使用可导致解码期间进行的迭代次数减少。
在自适应门限选择中，可在每次解码器迭代期间计算门限，或者可在第一次解码迭代中计算门限，而后将其用于后续的解码迭代。在自适应门限方法中，解码器不需要关于其中携带码字的信号传播的通信信道的参数的附加信息，例如噪声离差(noise dispersion)。尽管自适应门限选择方案可独立于信道参数特征进行操作，但是利用自适应门限选择操作的解码器在解码期间利用额外的时间计算门限，而无论解码器是基于软件的还是基于硬件的。另外，在硬件实现中，大量基本逻辑块可用于实施解码。
在利用固定门限选择方案解码的实施例中，解码器利用预定义门限。固定门限的使用减少了解码器的复杂性。用于多门限解码器的门限不是恒定的，而是取决于各种参数，例如信道信噪比SNR、用于生成码字的码构造和码长。可以单独为每个码字构造和码长选择门限的固定值。在一个实施例中，码字可以实现为低密度奇偶校验(LDPC)码字。
在一个实施例中，对于某一信道参数，仿真多门限解码器在加性高斯白噪声(AWGN)信道中所起的作用。对于该信道参数的不同值，形成具有一个或多个值的门限表。在一个实施例中，由在活动传输体系结构中配置的信道估计单元提供关于信道参数的信息。信道估计单元和多门限解码器可以被布置为联合为信号中的码字解码。在一个实施例中，信道估计单元将关于信道参数的信息供给解码器，而解码器从预定义门限表中选择给定信道参数的多个门限。关于信道参数值的使用信息生成至解码器的附加信息，这提高了解码器的性能。另外，预定义门限表的使用考虑了基于信道条件快速选择门限值，与自适应门限选择方案相比，在无质量损失的情况下，这提高了解码速度。
图1示出了利用一组固定门限为从通信信道接收的数据迭代解码的方法实施例的流程图。在120，获得多个门限。通过访问其中可存储这些门限的表或其他形式的数据库可获得多个门限。这样的表或数据库可驻留在实施解码的设备或系统中或者可驻留在这种设备或系统的外部。
在各个实施例中，多个门限可实现为门限表。下面的表格是用于可填充门限表的若干码和SNR值的条目的非限制性示例
在此表中，括号中的数字分别表示码长和消息长度。下面提供了上表中的码列表EG(255，175)构造基于欧几里德几何的LDPC码，
长度255，消息长度175(参见Y.Kou、S.Lin和Marc P.C.Fossorier的LoW-Density Parity-Check Codes Based onFinite GeometriesA Rediscovery and New Results，IEEETransactions on Information Theory，47(7)，Nov.2001。)Eric(2000，1600)构造根据Bo Xia构造的LDPC码，长度2000，消息长度1600(参见Eric Jacobsen，Intel LDPCCode Technical Description，October 27，2003，V0.01)Infenion(2400，1800)构造LDPC码，Infenion构造，长度2400，消息长度1800(Infenion Technologies的技术报告。)PEG(504，252)构造由渐进边增长算法获得的LDPC码，长度504，消息长度252(参见X.-Y.Hu，E.Eleftheriou，D.-M.Arnold的Regular and Irregular Progressive Edge-Growth Tanner Graphs，IBM Research，Zurich ResearchLaboratory，2003。)RS(2048，1649)构造根据具有2个信息符号的里得-索罗门码的LDPC码，长度2048，消息长度1649(参见I.Djurdjevic、J.Xu，K.Abdel-GhaRar和S.Lin的A Class of Low-Density Parity-Check Codes Constructed Based on Reed-Solomon Codes WithTwo Information Symbols，IEEE Communications Letters，7(7)，July 2003。)Vand(1000，757)构造基于范特蒙德矩阵和循环置换块的LDPC码，长度1000，消息长度757(参见E.Krouk等人的10GEthernet，Technical report，Intel Nizhny Novgorod，Lab，Mar.2004)。
提供这些LPDC码构造作为示例，其中本领域的技术人员可以理解上述类型的码构造。
在一个实施例中，对于SNR的每个值和每个码构造，门限具有通常用于解码方案的至少第一次迭代的一个值，其中在解码方案中提供了门限的至少一个附加固定值。对于解码方案的第二次迭代和后续迭代，附加固定值可以是零。作为备选，门限表可包括用于信道参数的多个条目，并且对于用于信道参数的每个条目，门限参数可包括门限的多个值，其中提供了表示在哪次迭代期间使用某个门限值的一个或多个指示符。与门限表相关联的是在确定不打算为码字解码之前将要使用的最大迭代次数的值。这种表还可包括多个不同的信道参数，其中每个信道参数的值具有其相关联的多个门限值。
用于多门限解码器的门限不是恒定的，而是取决于各种参数，例如信道信噪比(SNR)、码构造和码长。对于每个码字构造和码长，可选择一组单独的固定门限。所实现的每种类型的码可具有其自己的一组固定门限。在一个实施例中，码字可实现为低密度奇偶校验(LDPC)码字。在一个实施例中，通过仿真多门限解码器，可以确定一组固定门限。在一个实施例中，根据信道参数仿真多门限解码器的操作。信道参数可以是SNR。在一个实施例中，信道参数可以是噪声离差。一组信道参数可以是与信道参数相关的一组标准偏差。可以实现仿真信道中的其他统计变量以确定用于解码过程的门限。
在一个实施例中，根据选择的信道参数仿真多门限解码器对AWGN信道的操作。在一个实施例中，对于某一SNR，仿真提供了多个门限以实施解码。可计算仿真解码中使用的门限的平均值。可形成具有用于SNR的不同值或不同噪声离差的条目的门限表。门限表不限于SNR的不同值或噪声离差，而是可基于其他信道参数。门限表可包含用于信道参数的每个值的解码门限的多个值。可以将门限的多个值中的每个值分配给解码方案的特定迭代来为码字解码。用于为通信信道中接收的码字迭代解码的门限表的后续使用向多门限解码器提供多个门限的一组固定值。为信道参数的每个值确定一组多个门限不限于仿真过程。可以实现其他过程以确定一组多值门限。
在130，从通信信道接收码字。可将码字嵌入在通信信道中传播的信号中。码字可表示在通信信道中传输的信息，其中信息经过编码或被转换为将要在通信信道中传输的码字。利用码字传输信息考虑了将差错校正方法用于信息传输。通信信道可以是更大的通信网络的组成部分或实现高速数据传输的设备中的信道。
在140，多个门限用于为码字迭代解码。利用解码方案中门限的多个值，可以实现码字的解码，其中多个值选自多个门限。这些门限具有固定值，这些值在为码字解码之前确定。在一个实施例中，在接收码字之前选择门限。在一个实施例中，解码器可选择多个门限，可以选择将要在一次或多次迭代中使用的门限的一个值，而门限的另一个值由解码方案确定。
图2示出了用于选择多个门限为从通信信道接收的信息迭代解码的方法实施例的流程图。在215，在解码器中接收关于传播包含码字的信号所通过的信道的参数的信息。该信息可提供各种特性中的一个或多个，例如信道的SNR或噪声离差。在构造通信信道时，可以在解码器中设置参数信息。在一个实施例中，定期估计信道的参数并将其状态提供给解码器。在一个实施例中，连续估计信道的参数并将其状态提供给解码器。作为备选，信号的到达可自动启动向解码器发送参数信息。在225，基于所接收的信息，可以从门限表或数据库选择门限的多个值来为接收信号中的码字解码。可以在解码器的内部或外部访问该表或数据库。可以在接收信号之前通过查询该表或数据库选择这些值。当信号到达时可以进行查询。可以将选自具有在为码字解码前计算的预定义值的多个门限的该多个解码门限供给用于解码的多门限解码器。
图3示出了具有利用固定的多个门限为信息迭代解码的解码器310和门限模块320的设备300的实施例的框图。解码器310接收来自通信信道的信号和来自门限模块320的一组多个门限来为信号中的码字解码以提供数据。在解码器310开始为信号解码之前，确定该组多个门限。该组多个门限可包括用于表征其中信号传播的信道的参数的每个值的多个门限。
门限模块320可以耦合到解码器310或者可以构造为解码器310的组成部分。在一个实施例中，门限模块320包含用于存储预定门限值的值的门限表或门限数据库。可以从为一个或多个信道参数、例如为SNR的多个值或噪声参数确定门限值的外部系统将这些门限值提供给门限模块320。在一个实施例中，该外部系统被布置为基于信道参数来仿真多门限解码器。信道参数可包括建模用于传送信号的通信信道的SNR或噪声参数。在一个实施例中，门限模块320适于为例如SNR、噪声离差或平均噪声方差的信道参数的多个值确定多个门限。门限模块320可以被配置为在这种确定过程中利用仿真技术。仿真可以建模为在AWGN信道上操作的多门限迭代解码器的操作。
图4示出了具有用于为解码器410提供信息以选择多个门限来为信息迭代解码的信道估计单元430的设备400的实施例的框图。解码器410接收来自通信信道的信号和来自门限模块420的一组多个门限来为信号中的码字解码以提供数据。解码器410可以实现为图3的实施例解码器310。另外，门限模块可以实现为图3的解码器320的实施例。在解码器410开始为信号解码之前，确定该组多个门限。该组多个门限可包括用于表征其中信号传播的信道的参数的每个值的多个门限。可以从信道估计单元430将表征信道的参数提供给解码器410。
信道估计单元430可以耦合到解码器410或者被配置为解码器430的组成部分。在一个实施例中，信道估计单元430收集关于其中信号正在传播的通信信道的一个或多个表征参数的信息而不在解码器410的信号路径中。作为备选，信号可通过信道估计单元430传播到达解码器410。在一个实施例中，信道估计单元430可适于定期估计信道参数。信道估计单元430可适于几乎连续地估计信道参数。
图5示出了网络500的实施例的框图，其中在信道525的一端为信息编码，而在信道525的另一端为信息解码。网络500包括通过信道525与系统502通信的系统501。将数据作为信息位505提供给编码器515。编码器515适于为信息位515编码并且以信号的形式将编码信息发送到信道525上。编码器515可适于为信息位编码以匹配系统502的解码器510预期的码构造和码字长度。
除了用于为来自信道525的信号解码以在系统501提供源于系统501的信息位505的解码器510外，系统502还包括信道估计单元530和门限模块520。可选地，门限模块520可以实现为解码器510的组成部分。在一个实施例中，系统501和系统502之间的通信是双向的。系统501可包括如在系统502中配置的解码器、门限模块和信道估计单元。同样地，在一个实施例中，系统502可包括如在系统502中的编码器。
在一个实施例中，图5的通信网络500包括用于为低密度奇偶校验(LPDC)码字编码的系统501和用于为从通信信道525接收的一种编码的LDPC码字解码的系统502。通信信道525可包括但不限于光纤信道、有线信道、读取存储在存储单元上的数据的信道或无线信道。另外，用于编码和解码的实施例可适于供任何通信信道上的任何传输协议使用。
可以实现通信网络500、系统501和系统502的各个实施例。系统501、502可以被分别布置为网络节点501、502，其中每个节点可表示具有被布置为依照如由例如IEEE 802.3an系列标准定义的10GBase-T进行操作的物理层(PHY)实体的处理系统。在IEEE体系结构中，10GBase-T PHY可与例如10G介质访问控制(MAC)和千兆位介质独立接口(XGMII)连接。10GBase-T PHY可包括例如网络接口卡(NIC)的一部分。网络节点501、502可包括适合于供10GBase-T装置使用的任何处理系统和/或通信装置。例如，网络节点501、502可以实现为一对交换机、一对路由器、一对服务器、一个交换机和一个路由器、一个交换机和一个服务器、一个服务器和一个路由器等。另外，网络节点501、502还可以是模块系统的一部分，其中10GBase-T是系统的高速连接。在一个实施例中，网络节点501、502各自可包括主机系统。在一个实施例中，网络节点501、502可包括主机系统，其中主机系统被配置为用于网络节点501、502的单个主机系统。网络节点501、502的另外示例可包括高端服务器、超级计算机、群集器、网格计算、工作组交换机上行链路、集合上行链路、存储系统等等。实施例不限于此范围。
通信网络500可以是使用光纤、同轴电缆或线缆作为通信网络500的各个节点之间通信信道的介质的基于陆地的网络。通信网络500可以实现为无线网络，其中系统501和502被配置为通信网络500的节点的一部分或者被配置为接收来自通信网络500的节点的信号的无线接收装置的一部分。系统501和系统502可以被配置为但不限于例如基站的网络部件的一部分并且可以被配置为但不限于例如手持式通信装置、计算机和膝上型计算装置的无线接收装置的一部分。尽管图中未示出，在无线通信系统500中配置的系统501和502包括用于发射和接收包括一个以上码字的信号的天线。解码和编码方案及设备未限制501、502系统中例如天线的支持部件的类型或配置。在一个实施例中，使用基本全向天线。
被配置为基于陆地的网络或被配置为基于无线的网络的通信网络500的每个节点可包含一种系统501和/或一种系统502或者包含是系统501和系统502的组合的系统。另外，系统501和系统502的编码器和解码器中使用的解码和编码过程以及用于本文描述的解码和编码过程与设备的其他实施例可适于在通信网络500中使用的通信标准和协议。
图6示出了利用固定的多个门限为各个码解码的实施例和利用自适应的多个门限为各个码解码的实施例的比较。所示的码构造是自适应PEG码610、固定PEG码620、自适应RS码630、固定RS码640、自适应Vand码650和固定Vand码660，其中码长是第一参数，消息长度是第二参数，而第三参数是在括号中表示的编码率。编码率是消息长度除以码长。图6绘制了作为SNR的函数的、对应于利用具有自适应门限和固定门限的多门限解码器的不同构造的、用误码率(BER)表示的解码差错的曲线。图6表明与解码期间利用门限的自适应选择的任意信道相比，利用为AWGN信道确定的固定门限不会导致差错概率增加。
图7示出了可用于为多门限LDPC可靠性解码器确定固定门限的仿真中的方法实施例的流程图。由于在加性高斯白噪声信道中实现的低解码复杂性和误码率，低密度奇偶校验码提供了高速通信系统中强大的正向差错校正工具。常规的LDPC解码器利用一个单门限的解码方案工作。
LDPC码使用包含主要为0和有限数量的1的奇偶校验矩阵H。二进制(n，γ，ρ)LDPC码的码字长度或块长度为n位，并且具有每列刚好为γ个1以及每行刚好为ρ个1的奇偶校验矩阵。在LDPC码中，每个码位经过γ个奇偶校验的检查并且每个奇偶校验使用ρ个码位。另外，码的比率为R，定义为R＝k/n，其中k是具有n位的码字中的消息(信息)位的数量。
用于测试码字的迭代解码过程的仿真可包括关于是否满足用于来自仿真信道的每个仿真的接收位的奇偶校验方程的检查。如果满足所有奇偶校验方程，则仿真的接收位被认为是发射的仿真码字。如果未满足用于给定的仿真接收位的大部分奇偶校验方程，则可翻转给定的接收位；否则维持给定的接收位的值。翻转位意味着将0变为1或者将1变为0。在利用位的翻转重新构造仿真的接收码字之后，再次检查奇偶校验方程。如果满足所有奇偶校验方程，则接收位被认为是发射的仿真码字，否则迭代过程继续直至达到最大允许迭代次数。
仿真的多门限可靠性解码器可以被构造为提供利用软判定输入矢量生成硬判定矢量及其描述每一位的绝对似然值的相关联的可靠性矢量的迭代解码器。在每一次迭代时，利用位可靠性，仿真可靠性解码器计算每一个奇偶校验方程的可靠性。接着，对于每一位和每一次奇偶校验，如果奇偶校验方程失败，则(对应于位或奇偶校验方程的)对应的位可靠性下降；否则位可靠性增加。当检查了所有方程时，利用下面的规则进行硬判定如果更新的位可靠性大于门限值，则位及其可靠性保持不变，否则位翻转(倒置)，并且其可靠性变为更新的可靠性和门限值的函数。如果更新的可靠性小于0，但是大于该次迭代时的门限值，则新的位可靠性被设为0。在解码过程期间预定使门限值至少更新一次。重复该过程直至重新构造码字或者解码器达到最大允许迭代次数。
对于每次迭代，可计算门限值。门限值用于进行关于是否应当更新位及其相关联的可靠性的判定。如果某个可靠性小于门限值，则倒置与该可靠性相关联的硬判定位并且将它的新可靠性赋值为重新计算的可靠性的绝对值。解码方案是迭代的，并且门限随不同的迭代可能是不同的，其中在解码过程中提供或者预定计算门限的至少两个值。在另一个实施例中，在第一次迭代时，差错判定门限被设为最小的位可靠性；而后，在所有其他迭代时，差错判定门限被设为0。在此实施例中，多门限解码方案将是利用两个门限的解码方案。
软判定是其中在确定来自接收信号的位的值时考虑位应当表示1或0的似然性的一种判定。软判定解码器可利用与接收信号的置信度有关的信息(软接收信息)和信道特性的知识来提供接收信号相对于发射信号的概率表达式。仿真的接收信号是仿真信道修改的测试码字，这可包括基于仿真信道的信道参数改变测试码字。在一个实施例中，信道被认为具有SNR并且仿真的接收码字是基于具有给定的SNR的信道对测试码字传输的概率影响的码字。仿真的接收信号为解码过程提供了软判定输入矢量。
关于上面讨论的涉及翻转接收位的过程，在从通信信道接收的仿真信号上进行初始硬判定。通过单独评估基于SNR的码字中的位进行关于该位的硬判定。对于二进制位的硬判定，如果该位小于或大于由仿真的可靠性解码器设置的固定值，则解码器使该位为1或0。在由解码器设置的固定值为0的情况下，如果位的接收信号为正，则硬判定会将该位设为等于1；并且如果接收信号为负，则硬判定将该位设为等于0。作为备选，如果位的接收信号为负，则硬判定可将该位设为等于1；并且如果接收信号为正，则硬判定可将该位设为等于0。
虽然用于二进制过程的硬判定提供了硬判定矢量，其中矢量位置和矢量位或为1或为0，但是软判定可提供硬判定矢量和可靠性或位可靠性、矢量。由软判定提供的二进制硬判定矢量是1和0的矢量，其中每个矢量位根据固定标准单独生成。可靠性矢量包括一组位可靠性，每个位可靠性对应于相关联的硬判定矢量的位。位可靠性提供了硬判定矢量中对应位的置信度的量度。位可靠性可采用以下形式概率、对数似然比或与传输接收码字所通过的通信信道相关的其他加权因子。位可靠性可能直接与表示接收位的信号的大小相关。
在710，为利用给定的SNR值构造的仿真的接收码字来构造初始硬判定矢量和初始可靠性矢量。对于仿真的接收码字Y＝(Y1，Y2，...，Yn)，使N(m)等于第m次奇偶校验中使用的码字位置的集合N(m)＝{nHm，n＝1}，其中H是奇偶校验矩阵并且Hm，n＝1意指H矩阵在m、n位置处的值等于1。另外，使M(n)等于包括第n个码字位置的奇偶校验的集合M(n)＝{mHm，n＝1}。
在初始化时，对于仿真的接收矢量的每个元素Yi，计算硬判定Xi和位可靠性Ri。位可靠性Ri被设为Yi的绝对值。如果Yi大于0，则硬判定可将Xi设为等于1，并且如果Yi小于或等于0，则硬判定可将Xi设为等于0。对于每一个m 0 M(n)，奇偶校验位可靠性被定义为Ymn，其中开始时Ymn＝Rn，并且相关联的硬判定被定义为Xmn，其中开始时Xmn＝Xn。
在初始化之后，在720，迭代过程始于实施奇偶校验可靠性计算。在一个实施例中，对于每个n和每个m 0 M(n)，校验和Smn被计算如下 其中求和是在n′0 N(m)\n上进行的。表达式N(m)\n意指集合N(m)，其中将位n排除在外。最小Ymn的值被表示为对于n′0 N(m)\n，Ymn min＝min{Ymn′}。
在730，计算门限。在一个实施例中，门限被设为所有n中为每个n定义如下的更新的位可靠性的集合的最小值，对于m 0 M(m)，Zn＝Rn+∑(-1)SmnYmn min。
这些更新的位可靠性还将在解码过程中充当比较可靠性。在一个实施例中，通过在仿真的解码过程的每次迭代期间计算门限的值来提供多值门限。
在一个实施例中，在仿真过程中为用于解码的多个操作模式选择门限。在一个模式中，解码校正一个或两个差错。在此模式中，解码过程未在码字矢量中插入额外的差错。在另一个模式中，解码过程在一次迭代中校正不止一个差错，并且在后续迭代中可校正一到两个差错。
在740，实施奇偶校验位可靠性更新。利用来自奇偶校验可靠性的贡献计算一组比较可靠性，这可被视为奇偶校验表决。对于每个n和每个m 0 M(n)，Zmn被定义为对于m′0 N(n)\m，
Zmn＝Rn+∑(-1)Sm′nYm′n min。
对于每个n，基于比较可靠性Zmn，更新奇偶校验位可靠性和相关联的硬判定Xmn。更新可靠性或硬判定包括，如果比较表明可靠性和硬判定应当保持不变，则维持可靠性或硬判定的值。
在750，基于比较可靠性或更新的位可靠性Zn生成新的硬判定矢量C为Ci=Xi,Zi>01-Xi,Zi<0.]]>更新位包括，如果比较表明该位应当保持不变，则维持该位的值。项Ci提供了样本码字的位以确定是否已经生成有效码字。在760，评估样本码字的有效性。如果下面的关系式出现，CHT≠0，则利用更新的奇偶校验可靠性值，迭代过程返回到720。
利用具有多个值的门限为LDPC码字迭代解码的仿真方法的实施例包括在迭代过程期间使门限只取两个值。对于在进行判定比较之前于第一次迭代中生成的Zn，第一值设在更新的可靠性Zn的最小值处。对于后续迭代，第二值设在固定值处，例如0。在一个实施例中，可以通过在第一次迭代期间利用更新的位可靠性来计算门限的值并且将该值用于迭代总数的前一半以及接着将例如零的固定值用于总迭代的后一半来提供多值门限。
在用于仿真解码器的各个实施例中，迭代次数可以取为log2n，其中n是码字长度。这提供了在结束迭代而后重新构造仿真的有效码字之前实施的最大迭代次数。如果在最大迭代次数内确定了有效测试码字或测试矢量，可将计算的门限放置于门限表中。
在为给定的SNR确定了多个门限之后，可以仿真另一测试码字并且可以确定门限的多个值。在为给定的SNR实施多个仿真的情况下，可以平均用于每次迭代的门限的值。多个门限的平均值可用作将要存储在介质中(例如表中)、供在通信信道中操作的解码器使用的固定值。在其中一个值于解码器中被设为例如0的固定值的两门限解码器中，用于给定的SNR的表项目可具有一个条目。在为给定的SNR确定多个门限之后，生成SNR的新值并且重复仿真过程来为SNR的新值生成多个门限并且在门限表中输入结果。可以为可用于活动通信信道的每个可能的码构造进行这种仿真过程。由此得到的门限表可具有用于给定的SNR的索引门限值，其中索引标识码构造。作为备选，门限表可以是一组门限表，每个码构造一个。
如本文所述的，利用固定的多门限方案为通信信号解码和编码的设备和方法的各个实施例或实施例的组合可以在硬件实现、软件实现和软硬件实现的组合中实现。这些实现可包括具有计算机可执行指令的计算机可读介质，所述计算机可执行指令用于实施利用多门限迭代解码方案的实施例的解码和/或编码方法，其中在解码之前确定多个门限。计算机可读介质不限于任何一种类型的介质。所使用的计算机可读介质将取决于使用多门限方案的实施例的应用。在一个实施例中，耦合到接收机和/或发射机的处理器可利用计算机可读介质和各种形式的存储器来引导用于数据传输的信息的解码和/或编码。在一个实施例中，存储器可存储用于为接收的码字迭代解码的参数。
图8示出了具有利用固定的多个门限为码字迭代解码的解码器810的系统800的实施例的框图。系统800可包括用于为将要发射到接收实体的信息编码的编码器，所述接收实体利用固定的多个门限为码字迭代解码以在接收实体处提供信息。系统800包括控制器805、解码器810和总线815，其中总线815提供控制器805和解码器810之间以及控制器805和通信接口840之间的导电性。一个实施例可包括耦合至总线815的一个或若干个附加的外围装置825。总线815可以是与外设部件互连(PCI)或PCI Express兼容的。在一个实施例中，通信单元840可包括网络接口卡。在一个实施例中，通信单元840可包括适于供10GBase-T装置使用的通信装置。在无线实施例中，通信接口840耦合到天线850。在一个实施例中，天线850可以是基本全向天线。通信接口840可以耦合到光纤介质或光纤网络。通信接口840可耦合到同轴电缆介质。电子系统800可包括但不限于信息处理装置、无线系统、电信系统、光纤系统、电光系统和计算机。
可利用硬件体系结构、基于软件的体系结构或硬件/软件体系结构的组合来实现解码器810。解码器810包括门限模块820和信道估计单元830。门限模块820为解码器810提供固定的多个门限来为系统800接收的数据解码。门限模块820可以被配置为用于存储多个门限的存储介质。这种存储介质可以实现为将要由解码器810访问以选择一个或多个门限的一个或多个门限表。门限模块820还可适于在信号到达系统800时自动为解码器810提供选择门限。可以在门限模块820的外部构造多个门限并且将其供给门限模块820。作为备选，门限模块820可包括用于在系统800接收将要解码的信号之前一次构造多个门限的仿真单元或其他门限确定机制。
信道估计单元830监控通信信道，在通信信道上系统800通信以确定表征通信信道的传输特性的一个或多个信道参数。信道参数可包括通信信道的SNR、噪声离差、噪声方差和/或其他统计变量。信道估计单元830通常实时操作来为正在接收和解码的信号提供精确的信道信息。信道估计单元830可适于与自适应通信网络一起工作。自适应通信网络自动使用从网络本身获得的或者从网络传送的信号获得的反馈信息来动态修改一个或多个网络操作参数以改进网络性能或抵抗降级。与自适应通信网络一起工作时，信道估计单元830可频繁更新其对信道参数的确定。在一个实施例中，系统800是例如计算机或其他电子装置的通信网络，其中在其装置总线上传输高速数据到达整个装置，总线815提供通信信道。
信道估计单元830和门限模块中的任何一个或两者可以位于解码器810的外部。在位于解码器810外部的配置中，信道估计单元830和/或门限模块820可以直接耦合到解码器810。作为备选，信道估计单元830和/或门限模块820可以通过总线815或其他路由选择装置耦合到解码器810。
在一个实施例中，控制器810是处理器。外围装置825可包括显示器、存储器或可与控制器810、通信接口840和/或解码器810一起操作的其他控制装置。在一个实施例中，外围装置825包括用于为门限模块820生成多个门限的、例如仿真解码器的装置。
利用固定门限选择方案实施例的方法、设备和系统的实施例通过使用固定门限减少了解码器的复杂性。另外，信道估计单元可适于向解码器提供关于信道参数值的使用信息，这为解码器提供了额外信息，从而提高了解码器的性能。通过使用信道估计单元，准确选择门限，同时使用门限的预定值不会导致差错概率增加。利用预定义的门限表允许快速选择取决于信道条件的门限，与自适应门限选择方案相比，在没有质量损失的情况下，这提高了解码速度。
多门限解码方案的实施例可适用于和通信信道一起操作的任何系统。这样的实施例可以和包括无线以太网信道的以太网信道一起使用。通信信道可以是基于陆地的通信网络或无线通信网络的一部分。实际上，本发明的实施例有可能实现为利用多载波无线通信信道(例如正交频分复用(OFDM)、离散多音调制(DMT)等)的任何无线系统的一部分，例如可以不受限制地在无线个域网(WPAN)、无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)、无线广域网(WWAN)、蜂窝网络、第三代(3G)网络、第四代(4G)网络、通用移动电话系统(UMTS)和类似的通信系统内使用。
尽管本文已经示出并描述了特定实施例，但是本领域的普通技术人员将会意识到，为实现相同用途而设计的任何布置可代替所示出的特定实施例。本申请旨在覆盖本发明实施例的任何改变或变更。将会理解，上面的描述是用来说明而非限制的，并且本文所使用的措词或术语是用于描述而非限制。在研究了上面的描述时，上述实施例和其他实施例的组合对本领域的技术人员来说将是显而易见的。本发明的范围包括其中使用了上述结构和制作方法的实施例的任何其他应用。本发明实施例的范围应当参考所附权利要求书连同这样的权利要求书的等同物的整个范围来确定。
权利要求
1.一种方法，包括获得多个门限；接收来自通信信道的码字；以及利用所述多个门限为所述码字迭代解码，其中在为所述码字解码之前确定所述多个门限。
2.如权利要求1所述的方法，其中获得多个门限包括确定关于信道参数的门限。
3.如权利要求2所述的方法，其中确定关于信道参数的门限包括确定所述信道参数的多个值的门限。
4.如权利要求2所述的方法，其中确定关于信道参数的门限包括确定信噪比的门限。
5.如权利要求2所述的方法，其中确定关于信道参数的门限包括确定噪声离差的门限。
6.如权利要求2所述的方法，其中确定关于信道参数的门限包括仿真多门限解码器来确定关于所述信道参数的门限。
7.如权利要求6所述的方法，其中仿真多门限解码器包括仿真所述多门限解码器对加性高斯白噪声信道的操作。
8.如权利要求1所述的方法，其中利用所述多个门限为所述码字迭代解码包括接收关于信道参数的信息；以及基于所接收的信息，从所述多个门限中选择解码门限的值来为所述码字解码。
9.如权利要求1所述的方法，其中获得多个门限包括在接收所述码字之前获得所述多个门限。
10.如权利要求1所述的方法，其中为所述码字解码包括为低密度奇偶校验码字解码。
11.一种存储指令的计算机可读介质，在机器执行所述指令时，所述指令使所述机器执行以下操作获得多个门限；接收来自通信信道的码字；以及利用所述多个门限为所述码字迭代解码，其中在为所述码字解码之前确定所述多个门限。
12.如权利要求11所述的计算机可读介质，其中获得多个门限包括从存储介质中访问所述多个门限。
13.如权利要求11所述的计算机可读介质，其中获得多个门限包括确定信道参数的多个值的门限。
14.如权利要求11所述的计算机可读介质，其中获得多个门限包括仿真多门限解码器来确定关于信道参数的门限。
15.如权利要求14所述的计算机可读介质，其中仿真多门限解码器来确定关于信道参数的门限包括至少以下之一确定信噪比的多个值的门限或者确定噪声离差的多个值的门限。
16.如权利要求11所述的计算机可读介质，其中利用所述多个门限为所述码字迭代解码包括接收关于信道参数的信息；以及基于所接收的信息，从所述多个门限中选择解码门限的值来为所述码字解码。
17.如权利要求11所述的计算机可读介质，其中为所述码字解码包括为低密度奇偶校验码字解码。
18.如权利要求11所述的计算机可读介质，其中所述计算机可读介质适于在光学系统中操作。
19.如权利要求11所述的计算机可读介质，其中所述计算机可读介质适于在无线系统中操作。
20.一种设备，包括用于获得多个门限的门限模块；以及适于利用所述多个门限为来自通信信道的码字迭代解码的解码器，所述门限被布置为供给所述解码器的固定值。
21.如权利要求20所述的设备，其中所述设备包括用于提供关于信道参数的信息的信道估计单元，所述解码器适于基于所述信息从所述多个门限中选择解码门限的值来为所述码字迭代解码。
22.如权利要求20所述的设备，其中所述多个门限包括信道参数的多个值的门限的多个值。
23.如权利要求22所述的设备，其中所述信道参数包括信噪比和噪声离差中的一个或多个。
24.如权利要求20所述的设备，其中所述门限模块耦合到适于仿真多门限解码器来确定关于所述通信信道的信道参数的门限的仿真单元。
25.如权利要求20所述的设备，其中所述门限模块适于仿真多门限解码器来确定关于信道参数的门限。
26.如权利要求25所述的设备，其中所述门限模块适于仿真所述多门限解码器对加性高斯白噪声信道的操作。
27.如权利要求20所述的设备，其中所述码字包括低密度奇偶校验码字。
28.一种系统，包括用于接收来自通信信道的信号的通信接口，所述信号包含码字；用于获得多个门限的门限模块；以及适于利用所述多个门限为所述码字迭代解码的解码器，所述门限被布置为供给所述解码器的固定值。
29.如权利要求28所述的系统，其中所述通信接口包括基本全向天线。
30.如权利要求28所述的系统，其中所述通信接口包括网路接口卡。
31.如权利要求30所述的系统，其中所述网络接口卡包括10GBase-T装置。
32.如权利要求28所述的系统，其中所述系统还包括主机系统。
33.如权利要求32所述的系统，其中所述主机系统包括以下各项中的一项或多项计算机、交换机、路由器或服务器。
34.如权利要求32所述的系统，还包括以通信方式将所述主机系统耦合到所述通信接口的总线。
35.如权利要求34所述的系统，其中所述总线与PCI兼容。
36.如权利要求34所述的系统，其中所述总线与PCI Express兼容。
37.如权利要求28所述的系统，其中所述系统包括用于提供关于信道参数的信息的信道估计单元，所述解码器适于基于所述信息从所述多个门限中选择解码门限的值来为所述码字解码。
38.如权利要求28所述的系统，其中所述系统包括到仿真单元的连接，所述仿真单元适于仿真多门限解码器来确定关于所述通信信道的信道参数的门限。
39.如权利要求28所述的系统，其中所述门限模块适于仿真多门限解码器来确定关于信道参数的门限。
40.如权利要求28所述的系统，其中所述码字包括低密度奇偶校验码字。
全文摘要
提供了一种用于通信信号的差错校正的方法和设备。用于为接收的码字迭代解码的多固定门限方案包括与门限比较以生成一种重新构造的接收码字。门限具有在不同迭代期间使用的至少两个不同值。在解码之前已经确定的门限的值是固定的。在一个实施例中，固定门限可以基于信道参数的值并且可以由从监控通信信道的信道估计单元接收关于信道参数的信息的解码器来选择。实施例包括在迭代解码期间利用具有更多固定值的其中两个的门限的解码方法和设备。
文档编号H04L1/00GK101091321SQ200480044785
公开日2007年12月19日 申请日期2004年12月29日 优先权日2004年12月29日
发明者E·A·克鲁克, A·V·贝洛戈洛维, A·G·埃菲莫夫 申请人:英特尔公司