电路进行逐行矩阵生成，用于对数据块进行编码和解码。它们进行高性能低密度奇偶校验（ＬＤＰＣ）矩阵的快速代数生成，这种矩阵适用于很宽范围的错误校正编码和解码（ＥＣＣ）应用中。电路运行基于数学周期环法，该方法能够基于用户定义的性能要求从单个初始参数集产生任何大小的矩阵。用于生成奇偶校验矩阵（Ｈ）的主要步骤为：选择ＲＧ矩阵结构，选择群环元，通过行填充方案为ＲＧ矩阵产生子矩阵，通过循环布置子矩阵产生ＲＧ矩阵，以及通过从ＲＧ矩阵删除适当选择的列产生奇偶校验矩阵，以实现期望的性能，然后转置矩阵。一种电路通过如下步骤进行数据编码或解码：接收从先前产生的奇偶校验矩阵Ｈ的行矢量计算出的起始矢量，对所述矢量进行循环移位以产生奇偶校验矩阵Ｈ的期望输出行，根据ＲＧ矩阵结构和所选行重新布置矢量的操作次序，对要编码信息上的矢量进行操作。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于错误校正编码的群环型低密度奇偶校验(LDPC)矩阵的产生。
技术介绍
错误校正码用于保护数据，以免在通过噪声信道通信或在数据存储介质上存储期间发生错误。近年来发现，当在充分大的数据块上操作时，诸如“涡轮码”(turbo code)和“低密度奇偶校验(LDPC)码”的迭代解码的码可以非常接近可靠通信的基本极限(所谓的“shannon极限”)工作。不过，由于它们的编码和解码复杂性较大，妨碍了这些码，尤其是LDPC码的更广展开。此外，由利用伪随机方法产生的大矩阵表示最有效的LDPC码。不能通过代数方式重新生成这种矩阵，因此需要大量的存储器来存储它们。因此，需要利用完全确定性的矩阵产生方法为较小数据块(适用于无线通信)减小LDPC编码的复杂性并提高码性能。 对于诸如移动装置的低功率装置而言，大的伪随机矩阵常常不实用，在低功率装置中，处理功率和存储器要求显著影响电池功率和成本。因此，用于这种装置的方法曾使用卷积码来编码(例如在电信标准GSM和3G中)，因为它们需要较小的处理功率并可以在ASIC上实现，而不需要DSP。 WO2006/117769描述了一种产生码矩阵的方法，其中，有群和环的选择、形成群环RG、从RG中选择元并产生编码和解码矩阵。问题在于，群环是矩阵的无穷集，必需要从其中选择适当的元。对于如何选择对其期望用途具有特定的性质的元，没有给出指导。 而且，已经采用非群环方法来产生LDPC奇偶校验矩阵，例如，如US2007/0033480和WO2004/019268中所述。 本专利技术目的在于为产生LDPC奇偶校验矩阵实现改进的性能和存储器组织。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种由电子或光学电路的数据处理器执行的方法，用于产生群环奇偶校验矩阵H以进行错误校正编码，该方法包括如下步骤 (a)选择包含子矩阵的适当群环矩阵(group-ring matrix)结构； (b)通过选择适当的环和适当的组元(group element)来为每个所述子矩阵提供起始矢量； (c)根据行填充方案利用每个矢量填充所述子矩阵； (d)利用所述子矩阵填充所述群环矩阵结构，以提供群环矩阵RG；以及 (e)转置所述RG矩阵以生成奇偶矩阵H， 其中，所述方法包括另一步骤(f)，从所述矩阵RG删除列，删除的列的数量由比率的期望值决定，所述比率是数据输入与数据输出的目标比。 优选地，在所述步骤(a)中，所述RG矩阵在每行和每列中具有N个正方形子矩阵，N为整数，优选N为2的幂。 优选地，在所述步骤(a)中，所述RG矩阵结构使得所述RG矩阵大小等于码字长度。而且，步骤(b)中所有所述子矩阵上的元的数量优选提供低密度奇偶校验(LDPC)矩阵。 在一个实施例中，在所述步骤(b)中，在单个矢量之内或在矢量之间，元之间的差异决不重复，并且优选地，在所述步骤(b)中，在单个矢量之内或在矢量之间，元之间的由矢量长度n减去差异所定义的循环间距决不重复。 在一个实施例中，在所述步骤(b)中，矢量的数量等于所述码字长度除以子矩阵的数量，并且在所述步骤(b)中，以伪随机方式执行构成所述矢量的群环元的选择。 在一个实施例中，在所述步骤(b)中，在从包含0和n-1的0到n-1的给定子矩阵的索引范围之内选择矢量元，其中n被定义为码大小除以N。 在一个实施例中，所述步骤(b)包括将所述矢量变换成二进制形式，其中每个元定义了n元行矢量中1的位置。 优选地，所述步骤(c)包括利用线性循环操作填充子矩阵，其中利用前一行填充子矩阵的各行，其中位置向前或向后循环整数，并且优选地所述步骤(c)包括填充子矩阵，其中利用前一行填充子矩阵的各行，其中位置向前或向后循环由方程动态确定的整数值。 在一个实施例中，连同步骤(a)、(b)、(c)和(d)一起来执行所述步骤(f)，以便通过确保所述RG矩阵没有任何零权重列或行且实现由低列权重值附近密集分布而偶尔有高权重值构成的目标列权重分布，来实现良好的距离。 优选地，所述步骤(d)包括对所述子矩阵进行循环布置，并且借助与生成矢量所用规则相符的代数模式来确定在所述步骤(f)中选择要删除哪些列。 在一个实施例中，连同步骤(a)、(b)、(c)、(d)和(e)一起来执行所述步骤(f)，以便确保所述RG矩阵是可逆的，并且所述奇偶校验矩阵没有任何零权重列或行，且优选地执行步骤(f)以去除或最小化诸如6周期和8周期的与奇偶和数据位相关的环的短周期。 在一个实施例中，步骤(f)包括如下子步骤 (i)确定要取用的具有非零支持的组元差集以校验群环码， (ii)选择所述校验码的组元，使得所述差集不包含重复元， (iii)使用其带有非零支持的组元具有无重复(组)元的差集的群环元，以及 (iv)通过确定要删除所述矩阵的对应于所述群环元的哪些行来选择比率。 在另一方面中，本专利技术提供了一种适于在上述任何方法中产生用于错误校正编码的奇偶校验矩阵H的电子或光学电路。 在另一方面中，本专利技术提供了一种用于数据编码或解码的方法，所述方法包括如下步骤 (i)接收利用由任何上述方法产生的奇偶校验矩阵H的行矢量计算出的起始矢量； (ii)对所述矢量进行循环移位以产生所述奇偶校验矩阵H的期望输出行； (iii)根据所述RG矩阵结构和所选行重新布置所述矢量的操作次序； (iv)对要编码信息上的矢量进行操作；以及 (v)针对所述奇偶校验矩阵H的下一行重复步骤(ii)到(iv)。 在一个实施例中，对于步骤(ii)，每次到达被删除列时所述电路都增加额外的循环移位，从而基于下一未删除列生成行。在一个实施例中，对于步骤(i)和(ii)，将矢量转换至计数器，每个计数器存储矢量元的位置。 在一个实施例中，计数器直接跟踪每个1的位置且所述计数器的块大小是2的整数次幂，因为二进制计数器在每次循环结束会自动对它们重置。在一个实施例中，通过对应于下一期望行的期望移位对所述计数器进行递增或递减。 在一个实施例中，步骤(ii)是由移位寄存器执行的。 在另一方面中，本专利技术提供了一种适于编码或解码的电子或光学电路，所述电路适于在从奇偶校验矩阵的行矢量接收起始矢量之后执行上述任何方法的步骤。 本专利技术还提供了一种产生前向错误校正数据流的通信装置，所述装置包括任何上述电路。 在另一方面中，本专利技术提供了一种利用LDPC群环奇偶校验矩阵对数据编码或解码的方法，所述方法提供减小的存储器存储复杂性，其中原模图条目(protograph entry)的对角线矩阵元是前一行的循环移位，所述对角线矩阵元存储于相邻存储器地址之内，允许可变节点和校验节点过程访问数量减少的更大存储器。在一个实施例中，DPC编码器或解码器矢量串行架构电路适于执行这种方法。 在另一方面中，并行架构电路在每个周期中对整行或整列的原模图条目进行操作，并且优选地所述电路适于执行所述方法，其中所述电路在每个周期中对多个整行或整列的原模图条目进行操作。在另一方面中，所述电路适于利用矩阵的环循环性质定义层，或将扩展矩阵中的行映射到层上，然后将来自一层的校验/可变更新应用于接下来的层，从而使用分层置信传播(Layered Belief Propagation)，以实现增强的解码器收本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由电子或光学电路的数据处理器执行的方法，用于产生群环奇偶校验矩阵Ｈ以进行错误校正编码，所述方法包括如下步骤：（ａ）选择包含子矩阵的适当群环矩阵结构；（ｂ）通过选择适当的环和适当的组元来为每个所述子矩阵提供起始矢量；（ｃ）根据行填充方案利用每个矢量填充所述子矩阵；（ｄ）利用所述子矩阵填充所述群环矩阵结构，以提供群环矩阵ＲＧ；以及（ｅ）转置所述ＲＧ矩阵以生成所述奇偶矩阵Ｈ，其中，所述方法包括另一步骤（ｆ），从所述矩阵ＲＧ删除列，删除的列数由比率的期望值决定，所述比率是数据输入与数据输出的目标比。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：P麦克沃伊，J温努斯，T赫尔利，
申请(专利权)人：技术源于创意有限公司，
类型：发明
国别省市：IE[爱尔兰]
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