專利名稱：基于混合域fft的非二進制ldpc解碼器的制作方法
基于混合域FFT的非二進制LDPC解碼器
背景技術(shù)：
已經(jīng)開發(fā)了包括存儲系統(tǒng)、蜂窩電話系統(tǒng)和無線傳輸系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)的每一個中，經(jīng)由某些介質(zhì)將數(shù)據(jù)從發(fā)送方傳輸?shù)浇邮辗?。例如，在存儲系統(tǒng)中，經(jīng)由存儲介質(zhì)將數(shù)據(jù)從發(fā)送方(即，寫功能)發(fā)送到接收方(即，讀功能)。因為以數(shù)字數(shù)據(jù)的形式存儲和傳輸信息，所以引入了錯誤，該錯誤如果不更正可能損壞數(shù)據(jù)并且使信息不可用。任何傳輸?shù)男识际艿接筛鞣N因素所導致的任何數(shù)據(jù)丟失的影響。已經(jīng)開發(fā)了很多類型的錯誤檢查系統(tǒng)來檢測和校正數(shù)字數(shù)據(jù)中的錯誤。例如，在可能最簡單的系統(tǒng)中，可以添加奇偶位到一組數(shù)據(jù)位，以保證該組數(shù)據(jù)位(包括奇偶位)具有偶數(shù)或者奇數(shù)個I。當使用奇數(shù)奇偶性時，在準備存儲或者傳輸數(shù)據(jù)的時候，對該組中設(shè)為I的數(shù)據(jù)位的數(shù)量進行計數(shù)，如果該組中存在偶數(shù)個I，則將奇偶位設(shè)為1，以保證該組具有奇數(shù)個I。如果該組中存在奇數(shù)個1，則將奇偶位設(shè)為0，以保證該組具有奇數(shù)個I。在從存儲設(shè)備獲得數(shù)據(jù)或者通過傳輸接收數(shù)據(jù)之后，可以再次校驗奇偶性，如果該組中具有偶數(shù)奇偶性，則數(shù)據(jù)中引入了至少一個錯誤。在這種簡單級別上，可以檢測到某些錯誤但不能進行校正。還可以在誤差校正系統(tǒng)(包含于LDPC解碼器中)中使用奇偶位。LDPC碼是能夠被可視地表示在

圖1所示的Tanner圖100中的基于奇偶性的碼。在LDPC解碼器中，針對一組變量節(jié)點110、112、114、116、118、120、122和124，在若干校驗節(jié)點102、104、106和108中執(zhí)行多次奇偶校驗。在設(shè)計LDPC碼時選擇變量節(jié)點110-124和校驗節(jié)點102-108之間的連接(或者邊)，以均衡碼的強度和獲得數(shù)據(jù)時執(zhí)行LDPC碼所需的解碼器的復雜度。在設(shè)計LDPC碼時選擇該組中奇偶位的數(shù)量和位置。以迭代過程在相互連接的變量節(jié)點110-124和校驗節(jié)點102-108之間傳遞消息，將與應當出現(xiàn)在變量節(jié)點110-124中的值有關(guān)的置信度傳遞到所連接的校驗節(jié)點102-108。基于這些消息在校驗節(jié)點102-108中執(zhí)行奇偶校驗，并且如果有必要的話，將結(jié)果返回到所連接的變量節(jié)點110-124以更新置信度?？梢砸远M制或者非二進制方式來實現(xiàn)LDPC解碼器。在二進制LDPC解碼器中，變量節(jié)點110-124包含基于從存儲設(shè)備獲取的、由傳輸系統(tǒng)接收的或者以某些其它方式獲得的一組數(shù)據(jù)和奇偶位的標量值。二進制LDPC解碼器中的消息是作為表示正在進行發(fā)送的變量節(jié)點包含特定值的概率的空似然(plain-likelihood)概率值或者對數(shù)似然比率(LLR)值來傳輸?shù)臉肆恐?。在非二進制LDPC解碼器中，變量節(jié)點110-124包含來自伽羅華域(包含有限個元素、由大小Pk來特征化的有限域GF(pk)，其中P是質(zhì)數(shù)，而k是正整數(shù))的符號。非二進制LDPC解碼器中的消息是多維向量(一般為空似然概率向量或者LLR向量)?？梢园凑杖缦碌木仃囆问絹肀硎咀兞抗?jié)點110-124和校驗節(jié)點102-108之間的連接，其中列表示變量節(jié)點，行表示校驗節(jié)點，并且處于變量節(jié)點列和校驗節(jié)點行的交叉點的來自伽羅華域隨機非零元素a(i，j)表示變量節(jié)點和校驗節(jié)點之間的連接并且提供變量節(jié)點和校驗節(jié)點之間的消息的置換:
權(quán)利要求
1.一種低密度奇偶校驗編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置，包含: 低密度奇偶校驗解碼器中的消息處理電路，可操作地用來在對數(shù)域中處理變量節(jié)點消息和校驗節(jié)點消息；以及 所述低密度奇偶校驗解碼器中的校驗節(jié)點計算電路，可操作地用來在實域中執(zhí)行基于快速傅里葉變換的校驗節(jié)點計算，其中所述消息處理電路和所述校驗節(jié)點計算電路可操作地用來執(zhí)行迭代層解碼。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述消息處理電路包含: 加法電路，可操作地用來在對數(shù)域中將連接層的變量節(jié)點值和所述連接層的校驗節(jié)點值相加，以產(chǎn)生所述連接層的伽羅華域中每個符號的軟對數(shù)似然比率值； 移位器，可操作地用來以當前層和所述連接層之間的差別對所述軟對數(shù)似然比率值進行移位，以產(chǎn)生所述當前層的總軟對數(shù)似然比率值；以及 減法電路，可操作地用來在所述對數(shù)域中從所述當前層的所述總軟對數(shù)似然比率值中減去所述當前層的校驗節(jié)點值，以產(chǎn)生所述當前層的變量節(jié)點值。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述校驗節(jié)點計算電路包含: 快速傅里葉變換電路，可操作地用來在所述實域中對當前層的變量節(jié)點值執(zhí)行快速傅里葉變換； 幅值計算電路，可操作地用來提供來自所述快速傅里葉變換電路的輸出值的幅值； 符號計算電路，可操作地用來提供來自所述快速傅里葉變換電路的所述輸出值的符號；以及 校驗節(jié)點存儲器，可操作地用來存儲所述幅值和所述符號。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述校驗節(jié)點計算電路進一步包含指數(shù)計算電路，可操作地用來計算連接層的所述幅值的指數(shù)值并且將所述符號施加到相應指數(shù)值。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述校驗節(jié)點計算電路進一步包含快速傅里葉逆變換電路，可操作地用來對所述指數(shù)計算電路的輸出執(zhí)行快速傅里葉逆變換，以產(chǎn)生所述實域中的所述連接層的校驗節(jié)點值。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述校驗節(jié)點計算電路進一步包含變換電路，用來將所述連接層的所述校驗節(jié)點值從所述實域變換到所述對數(shù)域。
7.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述校驗節(jié)點計算電路進一步包含:指數(shù)計算電路，可操作地用來計算所述當前層的所述幅值的指數(shù)值并且施加所述符號到相應指數(shù)值。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述校驗節(jié)點計算電路進一步包含:快速傅里葉逆變換電路，可操作地用來對所述指數(shù)計算電路的輸出執(zhí)行快速傅里葉逆變換，以產(chǎn)生所述實域中的所述當前層的校驗節(jié)點值。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述校驗節(jié)點計算電路進一步包含:變換電路，用來將所述當前層的所述校驗節(jié)點值從所述實域變換到所述對數(shù)域。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包含:第一變換電路，可操作地用來將當前層的變量節(jié)點值從所述對數(shù)域變換到所述實域。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述消息處理電路和所述校驗節(jié)點計算電路作為集成電路來實現(xiàn)。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中將所述裝置集成在存儲設(shè)備中。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中將所述裝置集成在包含獨立磁盤冗余陣列的存儲系統(tǒng)中。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中將所述裝置集成在數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中。
15.一種在混合域低密度奇偶校驗解碼器中解碼數(shù)據(jù)的方法，包含: 在對數(shù)域中于混合域低密度奇偶校驗解碼器中處理變量節(jié)點消息和校驗節(jié)點消息； 將變量節(jié)點消息從所述對數(shù)域變換到實域； 在所述實域中執(zhí)行基于快速傅里葉變換的校驗節(jié)點計算，以產(chǎn)生實域校驗節(jié)點消息，其中所述處理和所述校驗節(jié)點計算包含迭代層解碼；以及將所述實域校驗節(jié)點消息從所述實域變換到所述對數(shù)域。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在所述對數(shù)域中的所述處理包含: 在所述對數(shù)域中將連接層的變量節(jié)點值和所述連接層的校驗節(jié)點值相加，以產(chǎn)生所述連接層的伽羅華域中每個符號的軟對數(shù)似然比率值； 按照當前層和所述連接層之間的差別對所述軟對數(shù)似然比率值進行移位，以產(chǎn)生所述當前層的總軟對數(shù)似然比率值；以及 在所述對數(shù)域中從所述當前層的所述總軟對數(shù)似然比率值中減去所述當前層的校驗節(jié)點值，以產(chǎn)生所述當前層的變量節(jié)點值。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述校驗節(jié)點計算包含在所述實域中使用快速傅里葉變換對變量節(jié)點值執(zhí)行校驗節(jié)點計算，以產(chǎn)生所述實域中連接層的校驗節(jié)點值和所述實域中當前層的校驗節(jié)點值，其中變換所述實域校驗節(jié)點消息包含變換所述連接層的所述校驗節(jié)點值和所述當前層的所述校驗節(jié)點值。
18.—種存儲系統(tǒng)，包含:` 保持數(shù)據(jù)集的存儲介質(zhì)； 寫頭，可操作地用來將所述數(shù)據(jù)集磁性記錄到所述存儲介質(zhì)；以及 混合域低密度奇偶校驗解碼器，可操作地用來執(zhí)行分層解碼，包含: 消息處理電路，可操作地用來在對數(shù)域中處理變量節(jié)點消息和校驗節(jié)點消息；以及 校驗節(jié)點計算電路，可操作地用來在實域中執(zhí)行基于快速傅里葉變換的校驗節(jié)點計笪ο
19.如權(quán)利要求18所述的存儲系統(tǒng)，其中所述消息處理電路包含: 加法電路，可操作地用來在對數(shù)域中將連接層的變量節(jié)點值和所述連接層的校驗節(jié)點值相加，以產(chǎn)生所述連接層的伽羅華域中每個符號的軟對數(shù)似然比率值； 移位器，可操作地用來以當前層和所述連接層之間的差別對所述軟對數(shù)似然比率值進行移位，以產(chǎn)生所述當前層的總軟對數(shù)似然比率值；以及 減法電路，可操作地用來在所述對數(shù)域中從所述當前層的所述總軟對數(shù)似然比率值中減去所述當前層的校驗節(jié)點值，以產(chǎn)生所述當前層的變量節(jié)點值。
20.如權(quán)利要求18所述的存儲系統(tǒng)，其中所述校驗節(jié)點計算電路包含: 快速傅里葉變換電路，可操作地用來在所述實域中對當前層的變量節(jié)點值執(zhí)行快速傅里葉變換； 幅值計算電路，可操作地用來提供來自所述快速傅里葉變換電路的輸出值的幅值； 符號計算電路，可操作地用來提供來自所述快速傅里葉變換電路的所述輸出值的符號；以及校驗節(jié)點存儲器，可操作 地用來存儲所述幅值和所述符號。
全文摘要
本公開涉及基于混合域FFT的非二進制LDPC解碼器。本發(fā)明的各個實施例涉及解碼數(shù)據(jù)的方法和裝置，并且更具體地涉及在基于混合域FFT的非二進制LDPC解碼器中解碼數(shù)據(jù)的方法和裝置。例如，在一個實施例中，裝置包括消息處理電路，可操作地用來在對數(shù)域中處理變量節(jié)點消息和校驗節(jié)點消息，以及低密度奇偶校驗解碼器中的校驗節(jié)點計算電路，可操作地用來在實域中執(zhí)行基于快速傅里葉變換的校驗節(jié)點計算。消息處理電路和校驗節(jié)點計算電路執(zhí)行迭代層解碼。
文檔編號H03M13/11GK103187979SQ20121042089
公開日2013年7月3日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者陳蕾, 李宗旺, 袁強生, 楊少華 申請人:Lsi公司