專利名稱：設(shè)定迭代譯碼的迭代次數(shù)的方法、迭代譯碼裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)定迭代譯碼的迭代次數(shù)的方法、迭代譯碼裝置及方法。
背景技術(shù)：
在第四代GG)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)中，為了給用戶提供各種高級(jí)的多媒體業(yè)務(wù)，就需要在高速移動(dòng)時(shí)提供低錯(cuò)誤率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。更具體地，在4G無(wú)線移動(dòng)通信中，為了實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)吞吐量就需要最高IOOMbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，為了實(shí)現(xiàn)在低速移動(dòng)或停止時(shí)提供155Mbps到Kibps范圍的數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，為了在極端傳輸條件下進(jìn)行高質(zhì)量和高可靠的信道通信，需要應(yīng)用編碼/ 譯碼技術(shù)。信道編碼方案能夠根據(jù)信道特性以各種方式進(jìn)行應(yīng)用。在信道編碼方案中，基本上都應(yīng)用使用糾錯(cuò)碼的信號(hào)編碼/譯碼方案。糾錯(cuò)碼用于實(shí)現(xiàn)在不可靠的信道中進(jìn)行可靠的通信。一種有代表性的糾錯(cuò)碼是低密度奇偶校驗(yàn)(Low Density Parity Check, LDPC)碼。使用LDPC碼的編碼/譯碼稱為 “ LDPC 編碼，，。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題LDPC編碼應(yīng)用簡(jiǎn)易概率譯碼方法，其中通過(guò)迭代譯碼對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行譯碼。所述 LDPC碼被定義為奇偶校驗(yàn)矩陣，其中大部分元素為零值，其他元素為非零值，例如1。在LDPC編碼方案中，在迭代譯碼過(guò)程中的每次譯碼運(yùn)算中，通過(guò)嘗試譯碼產(chǎn)生嘗試碼，并進(jìn)行奇偶校驗(yàn)以判斷所產(chǎn)生的該嘗試碼是否為有效碼字。如果所產(chǎn)生的嘗試碼不是有效碼字，則進(jìn)行迭代譯碼運(yùn)算。如果所產(chǎn)生的嘗試碼是有效碼字，則結(jié)束譯碼運(yùn)算。在這一點(diǎn)上，隨著進(jìn)行迭代譯碼的迭代次數(shù)的增加，所產(chǎn)生的嘗試碼為有效碼字的概率增加。如果接收信號(hào)進(jìn)行迭代譯碼時(shí)具有較大的迭代次數(shù)，在初始譯碼階段產(chǎn)生的嘗試碼為有效碼字的概率非常低，表明在初始譯碼階段進(jìn)行的錯(cuò)誤校驗(yàn)可能是冗余步驟。據(jù)此， 在進(jìn)行譯碼時(shí)的運(yùn)算次數(shù)大量增加，導(dǎo)致譯碼的處理速度延遲，并增加功耗。技術(shù)方案為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的上的是提供一種迭代譯碼裝置和方法，從而可以減少譯碼接收信號(hào)時(shí)的運(yùn)算次數(shù)和功耗。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明一方面提供一種迭代譯碼器，包括信噪比 (SNR)估計(jì)單元，用于估計(jì)接收信號(hào)的SNR ；迭代譯碼次數(shù)設(shè)定單元，用于基于估計(jì)出的SNR 為所述接收信號(hào)設(shè)定迭代次數(shù)最小值；以及譯碼單元，用于使用嘗試譯碼和錯(cuò)誤校驗(yàn)對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行迭代譯碼，并基于所述迭代次數(shù)最小值選擇性地執(zhí)行所述錯(cuò)誤校驗(yàn)。本發(fā)明另一方面提供一種設(shè)定迭代譯碼器的迭代次數(shù)的方法，所述迭代譯碼器用于使用嘗試譯碼和錯(cuò)誤校驗(yàn)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行迭代譯碼，所述方法包括估計(jì)接收信號(hào)的信噪比(SNR)；基于估計(jì)出的SNR為所述接收信號(hào)設(shè)定迭代次數(shù)最小值，其中，所述迭代次數(shù)最小值為一迭代次數(shù)值，用于供所述迭代譯碼器判斷是否執(zhí)行所述錯(cuò)誤校驗(yàn)。本發(fā)明進(jìn)一方面提供一種迭代譯碼方法，包括估計(jì)接收信號(hào)的信噪比(SNR)；基于估計(jì)出的SNR為所述接收信號(hào)設(shè)定迭代次數(shù)最小值；使用嘗試譯碼和錯(cuò)誤校驗(yàn)對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行迭代譯碼，其中，所述迭代譯碼基于所述迭代次數(shù)最小值選擇性地執(zhí)行所述錯(cuò)誤校驗(yàn)。通過(guò)本發(fā)明可以減少對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行迭代譯碼時(shí)所需的運(yùn)算次數(shù)和功耗。


圖1為用于解釋LDPC編碼概念的圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述迭代譯碼器詳細(xì)模塊圖；圖3顯示了當(dāng)使用本發(fā)明實(shí)施例所述迭代譯碼器對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行譯碼時(shí)接收信號(hào)的SNR與功耗之間的關(guān)系圖；圖4顯示了本發(fā)明實(shí)施例所述迭代譯碼方法和設(shè)定迭代譯碼中的迭代次數(shù)的方法的流程圖；以及圖5顯示了 LDPC譯碼運(yùn)算的算法圖，作為本發(fā)明實(shí)施例所述迭代譯碼的舉例。
具體實(shí)施例方式以下，首先簡(jiǎn)要描述作為舉例迭代編碼方案的LDPC編碼，并參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在本說(shuō)明中，為了更好地理解本發(fā)明，在整個(gè)附圖中，相同的參考編號(hào)用于指示相同的元件。圖1為用于解釋LDPC編碼概念的圖，其中顯示了奇偶校驗(yàn)矩陣的例子和對(duì)應(yīng)于奇偶校驗(yàn)矩陣的因子圖。LDPC碼為分組碼(block code)，通過(guò)奇偶校驗(yàn)矩陣被定義。為了減小譯碼運(yùn)算的復(fù)雜性，LDPC碼采用具有較少數(shù)量的1的奇偶校驗(yàn)矩陣。在LDPC碼中，可以通過(guò)應(yīng)用軟判決譯碼技術(shù)來(lái)進(jìn)行譯碼，如乘積和(sum-product)算法或最小和(min-sum)算法。假設(shè)源數(shù)據(jù)有k個(gè)比特而基于LDPC碼的編碼數(shù)據(jù)有η比特。此處，η比特的編碼數(shù)據(jù)具有k比特?cái)?shù)據(jù)及(n-k)比特奇偶校驗(yàn)位。此處，假設(shè)所述k比特?cái)?shù)據(jù)和(n-k)比特奇偶校驗(yàn)位對(duì)應(yīng)于變量結(jié)點(diǎn)，校驗(yàn)比特對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)，則所述奇偶校驗(yàn)矩陣可以基于連接于校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)的變量結(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系進(jìn)行定義。LDPC譯碼器能夠使用以下等式(1)表示的限制條件產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)Hx = 0χ = Gut其中，H表示m χ η維度的奇偶校驗(yàn)矩陣，m表示校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)的數(shù)量，X表示η比特編碼數(shù)據(jù)(碼字)，u表示k比特源數(shù)據(jù)，G分別表示η χ k維生成矩陣。所述奇偶校驗(yàn)矩陣的各列中的1的數(shù)量對(duì)應(yīng)變量結(jié)點(diǎn)的階數(shù)。另外，奇偶校驗(yàn)矩陣的各行中的1的數(shù)量對(duì)應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)點(diǎn)的階數(shù)。如果各列的變量結(jié)點(diǎn)的階數(shù)彼此相等，或者各行的校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)的階數(shù)彼此相等，則LDPC碼為規(guī)則LDPC碼。如果各列的變量結(jié)點(diǎn)的階數(shù)彼此不相等，或者各行的校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)的階數(shù)彼此不相等，則LDPC碼為非規(guī)則LDPC碼。參見(jiàn)圖1，基于變量結(jié)點(diǎn)v1, v2, ...vltl與相應(yīng)的校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)c1, c2, ...(5定義了奇偶校驗(yàn)矩陣H。所述變量結(jié)點(diǎn)Vl，V2, . . . V10對(duì)應(yīng)于具有數(shù)據(jù)比特和奇偶檢驗(yàn)比特的編碼數(shù)據(jù)，所述校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)C1, C2, . . . C5對(duì)應(yīng)于校驗(yàn)比特。奇偶校驗(yàn)矩陣H的維度是指變量結(jié)點(diǎn)V1, V2, . . . V10的數(shù)量與校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)Cl，C2, . . . C5的數(shù)量的乘積，即5x 10。在因子圖中顯示了變量結(jié)點(diǎn)V1, V2, . . . V10與校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)C1, C2,... C5之間的關(guān)系，由于在奇偶校驗(yàn)矩陣H中，V1連接C1和c3，列1-行1的元素和列1-行3的元素均為“ 1 ”，屬于列1的其他元素均為“0”。類似地，由于V2連接C1和c2，列2-行1的元素和列2-行2的元素均為“1”，且屬于列2的其他元素均為“0”。在上述方式中，奇偶校驗(yàn)矩陣H中的全部元素的值為1或0。變量結(jié)點(diǎn)的階數(shù)等于連接各個(gè)變量結(jié)點(diǎn)的行數(shù)，校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)的階數(shù)等于連接校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)的行數(shù)。也就是說(shuō)，如圖1所示的因子圖所示，因?yàn)槊總€(gè)變量結(jié)點(diǎn)連接有兩行，則可以認(rèn)為變量結(jié)點(diǎn)的階數(shù)全為“2”。所述校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)的階數(shù)為“4”。當(dāng)對(duì)使用前述編碼方法編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼時(shí)，變量結(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)將譯碼結(jié)果發(fā)送給相連的其他結(jié)點(diǎn)，或者從其他結(jié)點(diǎn)接收譯碼結(jié)果。例如，當(dāng)?shù)谝唤Y(jié)點(diǎn)從第二結(jié)點(diǎn)接收該第二結(jié)點(diǎn)的譯碼結(jié)果時(shí)，所述結(jié)點(diǎn)使用第二結(jié)點(diǎn)的譯碼結(jié)果執(zhí)行譯碼，并將其自身的譯碼結(jié)果發(fā)送給其所連接的第三結(jié)點(diǎn)。關(guān)于這一點(diǎn)，在校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)中執(zhí)行的譯碼運(yùn)算被稱為校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)運(yùn)算，在變量結(jié)點(diǎn)執(zhí)行的譯碼運(yùn)算被稱為變量結(jié)點(diǎn)運(yùn)算。通過(guò)校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)運(yùn)算和變量結(jié)點(diǎn)運(yùn)算產(chǎn)生嘗試碼，并執(zhí)行奇偶校驗(yàn)來(lái)判斷所產(chǎn)生的嘗試碼是否為有效碼字。如果所產(chǎn)生的嘗試碼為有效碼字，則終止譯碼運(yùn)算。如果所產(chǎn)生的嘗試碼不是有效碼字，則迭代執(zhí)行所述譯碼運(yùn)算。圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述迭代譯碼器200的詳細(xì)模塊圖。參見(jiàn)圖2，本發(fā)明實(shí)施例所述迭代譯碼器200包括譯碼單元210、信噪比 (Signal-to-Noise Ratio, SNR)估計(jì)單元220、以及迭代譯碼次數(shù)設(shè)定單元230，其功能將在后續(xù)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)介紹。所述譯碼單元210對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行迭代譯碼，以便從接收信號(hào)中恢復(fù)出有效碼字。此處，所述迭代譯碼的各個(gè)譯碼運(yùn)算包括嘗試譯碼和錯(cuò)誤校驗(yàn)。所述嘗試譯碼是指一種對(duì)接收信號(hào)或此前被譯出的嘗試碼執(zhí)行的譯碼運(yùn)算，所述錯(cuò)誤校驗(yàn)是指一種用于判斷被譯出的嘗試碼是否為有效碼字的檢驗(yàn)運(yùn)算。在舉例實(shí)施例中，當(dāng)所述迭代譯碼器200為使用LDPC譯碼對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行譯碼的 LDPC譯碼器時(shí)，所述嘗試譯碼包括校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)運(yùn)算和變量結(jié)點(diǎn)運(yùn)算，所述錯(cuò)誤校驗(yàn)包括奇偶校驗(yàn)。如本發(fā)明實(shí)施例所述，所述譯碼單元210基于迭代次數(shù)最小值選擇性地執(zhí)行錯(cuò)誤校驗(yàn)，將在后續(xù)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。所述SNR估計(jì)單元220估計(jì)接收信號(hào)的SNR。在此情形中，所述SNR估計(jì)單元220可以使用已知的SNR估計(jì)方法來(lái)估計(jì)接收信號(hào)的SNR。所述迭代譯碼次數(shù)設(shè)定單元230基于估計(jì)出的SNR為所述接收信號(hào)設(shè)定迭代次數(shù)最小值?！愕?，用于從接收信號(hào)中恢復(fù)出有效碼字的迭代譯碼運(yùn)算的次數(shù)，也就是迭代譯碼的迭代次數(shù)會(huì)根據(jù)接收信號(hào)的SNR的不同而有所不同。以下參見(jiàn)表1，說(shuō)明在對(duì)基于LDPC譯碼的接收信號(hào)進(jìn)行譯碼情況下，說(shuō)明迭代譯碼運(yùn)算的次數(shù)與接收信號(hào)的SNR的關(guān)系。表 權(quán)利要求
1.一種迭代譯碼器，包括信噪比估計(jì)單元，用于估計(jì)接收信號(hào)的信噪比；迭代譯碼次數(shù)設(shè)定單元，用于基于估計(jì)出的信噪比為所述接收信號(hào)設(shè)定迭代次數(shù)最小值；以及譯碼單元，用于使用嘗試譯碼和錯(cuò)誤校驗(yàn)對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行迭代譯碼，并基于所述迭代次數(shù)最小值選擇性地執(zhí)行所述錯(cuò)誤校驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的迭代譯碼器，其中，當(dāng)所述嘗試譯碼的迭代次數(shù)小于等于所述迭代次數(shù)最小值時(shí)，所述譯碼單元不執(zhí)行所述錯(cuò)誤校驗(yàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的迭代譯碼器，其中，當(dāng)所述嘗試譯碼的迭代次數(shù)大于所述迭代次數(shù)最小值時(shí)，所述譯碼單元執(zhí)行所述嘗試譯碼及所述錯(cuò)誤校驗(yàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的迭代譯碼器，其中，所述迭代次數(shù)最小值與所述信噪比成反比例。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的迭代譯碼器，進(jìn)一步包括存儲(chǔ)單元，用于將至少一個(gè)信噪比與至少一個(gè)迭代次數(shù)最小值相關(guān)聯(lián)保存，其中，所述迭代譯碼次數(shù)設(shè)定單元從所述存儲(chǔ)單元中讀出與估計(jì)出的信噪比相對(duì)應(yīng)的迭代次數(shù)最小值，并設(shè)定所述迭代次數(shù)最小值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的迭代譯碼器，其中，所述接收信號(hào)基于低密度奇偶校驗(yàn)編碼算法而被編碼，所述譯碼單元使用所述低密度奇偶校驗(yàn)譯碼算法對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行譯碼，其中，所述嘗試譯碼包括校驗(yàn)結(jié)點(diǎn)運(yùn)算和變量結(jié)點(diǎn)運(yùn)算，所述錯(cuò)誤校驗(yàn)包括偶校驗(yàn)。
7.一種設(shè)定迭代譯碼器的迭代次數(shù)的方法，所述迭代譯碼器用于使用嘗試譯碼和錯(cuò)誤校驗(yàn)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行迭代譯碼，所述方法包括估計(jì)接收信號(hào)的信噪比；基于估計(jì)出的信噪比為所述接收信號(hào)設(shè)定迭代次數(shù)最小值，其中，所述迭代次數(shù)最小值為一迭代次數(shù)值，用于供所述迭代譯碼器判斷是否執(zhí)行所述錯(cuò)誤校驗(yàn)。
8.一種迭代譯碼方法，包括估計(jì)接收信號(hào)的信噪比；基于估計(jì)出的信噪比為所述接收信號(hào)設(shè)定迭代次數(shù)最小值；使用嘗試譯碼和錯(cuò)誤校驗(yàn)對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行迭代譯碼，其中，所述迭代譯碼基于所述迭代次數(shù)最小值選擇性地執(zhí)行所述錯(cuò)誤校驗(yàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，當(dāng)所述嘗試譯碼的迭代次數(shù)小于等于所述迭代次數(shù)最小值時(shí)，在所述迭代譯碼中不執(zhí)行所述錯(cuò)誤校驗(yàn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種設(shè)定迭代譯碼的迭代次數(shù)的方法、迭代譯碼裝置及方法。所述迭代譯碼器，包括SNR估計(jì)單元，用于估計(jì)接收信號(hào)的SNR；迭代譯碼次數(shù)設(shè)定單元，用于基于估計(jì)出的SNR為所述接收信號(hào)設(shè)定迭代次數(shù)最小值；以及譯碼單元，用于使用嘗試譯碼和錯(cuò)誤校驗(yàn)對(duì)所述接收信號(hào)進(jìn)行迭代譯碼，并基于所述迭代次數(shù)最小值選擇性地執(zhí)行所述錯(cuò)誤校驗(yàn)。
文檔編號(hào)H03M13/11GK102484483SQ200980160304
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者樸柱烈, 鄭基錫 申請(qǐng)人:漢陽(yáng)大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)