非二进制LDPC码的简化的预排序的基于校正子的扩展最小和(EMS)解码制造技术

基于可靠性准则使用对变量消息进行预排序的原理用于非二进制LDPC、NB‑LDPC码的扩展的最小和、EMS解码器中基于校正子的校验节点、SB‑CN处理的低复杂度架构。本发明专利技术的实施例提供了一种被配置为确定至少一个校验节点消息以对使用NB‑LDPC码编码的信号进行解码的校验节点处理单元(25)，该校验节点处理单元包括：到一个或多个消息预排序单元(24)的数据链路，该一个或多个消息预排序单元(24)被配置为通过将一个或多个置换应用于由一个或多个变量节点处理单元(23)生成的至少三个变量节点消息来确定置换后的变量节点消息；校正子计算单元(26)，其被配置为根据至少三个置换后的变量节点消息来确定校正子的集合，校正子包括二进制值；去相关和置换单元(27)，其被配置为针对具有给定索引的每个校验节点消息进行以下操作：通过将一个或多个置换的逆应用于所述给定索引来确定置换后的索引；在校正子的集合中选择至少一个有效校正子，有效校正子包括与所述置换后的索引相关联的等于给定值的二进制值；根据所述至少一个有效校正子来确定至少一个候选校验节点分量；选择单元(28)，其被配置为根据所述至少一个候选校验节点分量来确定至少一个校验节点消息。

Simplified pre ordered emes decoding of non binary LDPC codes

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非二进制LDPC码的简化的预排序的基于校正子的扩展最小和(EMS)解码
本专利技术总体上涉及数字通信，并且具体地涉及用于对使用纠错码编码的信号进行解码的方法和设备。
技术介绍
纠错码在各种数据处理系统和设备中实现，以确保保护数据免受在存在噪声和/或干扰的情况下在数据传输或存储期间引入的错误。编码包括将冗余数据添加到原始数据中，该冗余数据实现对错误的检测和/或纠正。纠错码在例如数据通信或存储中应用的大量设备和系统中实现。示例性应用包括语音和多媒体传输，例如，在无线自组织网络中(例如，以Wi-Fi802.11标准化)，在无线电通信系统中(例如，在3G、4G/LTE、5G及更高版本等中)，在光通信系统中，以及在数字视频广播中(例如，以DVB-C2、DVB-S2X和DVB-T2标准化)。鉴于线性纠错码与非线性纠错码相比要求更低的实现复杂度，因此线性纠错码是有利的。示例性线性纠错码包括卷积码和线性块码，例如，Hamming码、Reed-Solomon码、Turbo码、Polar码和低密度奇偶校验(LDPC)码。LDPC码尤其高效。长二进制LDPC码被证明具有接近Shannon极限的性能；它们提供接近可以通过传输信道传输的最大信息量的高传输速率。非二进制LDPC码在提供高频谱效率编码方面非常高效，并且比二进制LDPC码性能更好。然而，为了达到这样的增益和性能，要求开发用于非二进制码的低复杂度解码算法，尤其是对于高频谱效率通信。可以使用迭代消息传递算法来执行对通常使用线性块码并且尤其是使用LDPC码编码的信号的解码。消息传递算法基于在与所使用的码的图形表示相关联的校验节点处理单元和变量节点处理单元之间交换表示编码数据的消息。针对二进制码(例如，二进制LDPC码)的示例性解码算法包括“和-积”算法和“最小和”算法，两者均在“N.Wibereg,H-A.Loeliger,andR.Kotter,CodesandIterativeDecodingonGeneralGraphs,EuropeanTransactionsonTelecommunicationsandRelatedTechnologies,specialissueonTurboCoding,June1995”中被公开。针对非二进制码(例如，非二进制LDPC码)的示例性解码算法包括：-例如在“L.BarnaultandD.Declercq,FastdecodingalgorithmforLDPCoverGF(q),InProceedingsofIEEEInformationTheoryWorkshop,pages70-73,April2003”中公开的“q-aray和-积”算法；-例如在“V.Savin,Min-maxdecodingfornon-binaryLDPCcodes,InProceedingsofIEEEInternationalSymposiumonInformationTheory,pages960-964,July2008”中公开的“最小-最大”算法；-例如在“D.DeclercqandM.Fossorier,Decodingalgorithmsfornon-binaryLDPCcodesoverGF,IEEETransactionsonCommunications,vol,55,no.4,pages633-643,April2007”中公开的“扩展最小和”(EMS)算法，以及-例如在“J.O.Lacruz,F.García-Herrero,J.VallsandD.Declercq,OneMinimumOnlyTrellisDecoderforNon-BinaryLow-DensityParity-CheckCodes,inIEEETransactionsonCircuitsandSystemsI:RegularPapers,vol.62,no.1,pages177-184,Jan.2015”和“E.Li,F.García-Herrero,D.Declercq,K.Gunnam,J.O.LacruzandJ.Valls,"LowlatencyT-EMSdecoderfornon-binaryLDPCcodes,"2013AsilomarConferenceonSignals,SystemsandComputers,PacificGrove,CA,2013,pp.831-835”中公开的“网格EMS解码器”。EMS算法基于对数尺度计算，以通过将乘积运算转换为简单求和运算来降低计算复杂度。与其他现有的迭代解码算法相比，EMS算法在硬件复杂度与通信性能之间取得了很好的折衷。尽管如此，EMS算法仍然要求大量的计算和存储资源，而这些资源在例如在实时应用中或在需要高吞吐量和显著减少的延迟的系统中使用的实际设备或系统中可能不可用。在使用EMS解码的解码过程中涉及的最大计算复杂度源于在校验节点处理单元处执行的计算。应用于EMS算法的用于校验节点处理的现有架构包括“向前-向后”架构和“基于校正子的”架构。向前-向后架构依赖于串行计算，该串行计算涉及由多个基本校验节点处理器执行的基本计算。用于基本校验节点处理的示例性算法包括：-“E.BoutillonandL.Conde-Canencia,Bubblecheck:asimplifiedalgorithmforelementarychecknodeprocessinginextendedmin-sumnon-binaryLDPCdecoders,ElectronicsLetters,vol.46,no.9,pp.633-634,April2010”中公开的“气泡校验”算法，以及-“E.Boutillon,L.Conde-Canencia,andA.AlGhouwayel,DesignofaGF(64)-LDPCDecoderbasedontheEMSalgorithm,IEEETransactionsonCircuitsandSystems,vol.60,no.10,pages2644-2656,October2013”中公开的称为“L-Bubble校验”的“气泡校验”算法的改进版本。由各种基本校验节点处理器生成的中间结果被重用，从而使得硬件成本降低。然而，此架构引入了延迟，并降低了吞吐量。基于校正子的架构对于解码高阶非二进制码特别高效。使用该架构的交换消息的计算依赖于携带代表编码数据的信息的校正子的计算。在以下文献公开了基于校正子的架构：-“P.Schlafer,N.When,M.Alles,T.Lehnigk-Emden,andE.Boutillon,SyndromebasedchecknodeprocessingofhighorderNB-LDPCdecoders,InProceedingsoftheInternationalConferenceonTelecommunications,pages1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置为确定至少一个校验节点消息以对使用NB-LDPC码编码的信号进行解码的校验节点处理单元(25)，所述校验节点处理单元包括：/n-到一个或多个消息预排序单元(24)的数据链路，所述一个或多个消息预排序单元(24)被配置为通过将一个或多个置换应用于由一个或多个变量节点处理单元(23)生成的至少三个变量节点消息来确定置换后的变量节点消息；/n-校正子计算单元(26)，其被配置为根据至少三个置换后的变量节点消息来确定校正子的集合，校正子包括二进制值；/n-去相关和置换单元(27)，其被配置为针对具有给定索引的每个校验节点消息进行以下操作：/n·通过将所述一个或多个置换的逆应用于所述给定索引来确定置换后的索引；/n·在所述校正子的集合中选择至少一个有效校正子，有效校正子包括与所述置换后的索引相关联的等于给定值的二进制值；/n·根据所述至少一个有效校正子来确定至少一个候选校验节点分量；/n-选择单元(28)，其被配置为根据所述至少一个候选校验节点分量来确定至少一个校验节点消息。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170619 EP 17305748.01.一种被配置为确定至少一个校验节点消息以对使用NB-LDPC码编码的信号进行解码的校验节点处理单元(25)，所述校验节点处理单元包括：
-到一个或多个消息预排序单元(24)的数据链路，所述一个或多个消息预排序单元(24)被配置为通过将一个或多个置换应用于由一个或多个变量节点处理单元(23)生成的至少三个变量节点消息来确定置换后的变量节点消息；
-校正子计算单元(26)，其被配置为根据至少三个置换后的变量节点消息来确定校正子的集合，校正子包括二进制值；
-去相关和置换单元(27)，其被配置为针对具有给定索引的每个校验节点消息进行以下操作：
·通过将所述一个或多个置换的逆应用于所述给定索引来确定置换后的索引；
·在所述校正子的集合中选择至少一个有效校正子，有效校正子包括与所述置换后的索引相关联的等于给定值的二进制值；
·根据所述至少一个有效校正子来确定至少一个候选校验节点分量；
-选择单元(28)，其被配置为根据所述至少一个候选校验节点分量来确定至少一个校验节点消息。


2.根据权利要求1所述的校验节点处理单元，其中，每个变量节点消息包括至少一个分量，分量包括符号和与所述符号相关联的可靠性度量，所述消息预排序单元(24)被配置为通过取决于所述至少三个变量节点消息中包括的所述可靠性度量而将所述一个或多个置换应用于所述至少三个变量节点消息来确定所述置换后的变量节点消息，每个置换与根据置换索引从所述变量节点消息中提取的分量相关联，并且被应用于根据所提取的分量中包括的所述可靠性度量的给定顺序对所述变量节点消息进行置换。


3.根据前述权利要求中任一项所述的校验节点处理单元，被配置为在多次迭代期间与至少一个变量节点处理单元(23)交换所述至少一个校验节点消息和所述至少三个变量节点消息，所述一个或多个消息预排序单元(24)被配置为基于信噪比、所述至少三个变量节点消息中包括的分量的数量、所述至少三个变量节点消息中的分量中的一些分量中包括的所述可靠性度量、所述NB-LDPC码以及所述迭代的次数中的一个或多个来确定所述一个或多个置换的数量。


4.根据前述权利要求中任一项所述的校验节点处理单元，其中，每个置换后的变量节点消息包括至少一个分量，所述至少一个分量包括符号和与所述符号相关联的可靠性度量，所述校正子计算单元(26)被配置为取决于与所述至少三个置换后的变量节点消息中包括的符号相关联的所述可靠性度量而与所述至少三个置换后的变量节点消息的每个分量相关联地确定初始二进制值。


5.根据权利要求4所述的校验节点处理单元，其中，所述校正子计算单元(26)被配置为针对所述至少三个置换后的变量节点消息中的每一个，与包括最可靠的符号的分量相关联地确定等于预定义的第一值的初始二进制值以及与其余分量相关联地确定等于预定义的第二值的初始二进制值。


6.根据前述权利要求3至5中任一项所述的校验节点处理单元，其中，每个校正子还包括符号和与所述符号相关联的可靠性度量，所述校正子计算单元(26)被配置为：
·通过将所述NB-LDPC码的构造的代数结构上的加法运算应用于所述至少三个置换后的变量节点消息中包括的符号中的至少一些符号来确定每个校正子中包括的符号；
·通过应用在包括实数域、整数域和自然数域的组中选择的给定代数结构上的加法运算，确定与每个校正子中包括的每个符号相关联的所述可靠性度量，所述加法运算被应用于所述至少三个置换后的变量节点消息中包括的所述可靠性度量中的至少一些可靠性度量；
·通过将向量级联运算应用于与所述至少三个置换后的变量节点消息中包括的分量中的至少一些分量相关联的所述初始二进制值，确定每个校正子中包括的二进制向量。


7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·布蒂永，C·马尔尚，
申请(专利权)人：南布列塔尼大学，
类型：发明
国别省市：法国;FR