JP2006340016A - Error-correction encoding/decoding device and decoding method using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、誤り訂正符号復号処理に係り、特に低密度パリティ検査符号(Low Density Parity Check Code これ以降LDPC符号と呼称する)及びSum−Productアルゴリズムを近似したMin−Sumアルゴリズムを用いた誤り訂正符号復号装置に関する。 The present invention relates to an error correction code decoding process, and in particular, an error correction code using a low density parity check code (Low Density Parity Check Code, hereinafter referred to as an LDPC code) and a Min-Sum algorithm approximating a Sum-Product algorithm. The present invention relates to a decoding device.
誤り訂正符号は符号化、復号という処理によりデータ伝送時に混入するノイズの影響を低減する技術であり、畳み込み符号であるターボ符号(Turbo Code)、巡回符号であるリード・ソロモン符号(Reed−Solomon Code)、非巡回符号であるLDPC符号などが知られている。符号化は送信するデータに冗長を付加する処理で、符号化されたデータを符号語と呼び、通信路に送出された符号語はノイズの影響を受けて受信時に符号語の一部のビットが反転するなどのエラーが発生する。復号はこのエラーの影響を受けた受信語から冗長を利用してデータを復元する処理である。 The error correction code is a technique for reducing the influence of noise mixed during data transmission by processing such as encoding and decoding. The turbo code (Turbo Code) that is a convolutional code and the Reed-Solomon Code (Reed-Solomon Code) that is a cyclic code. ), LDPC codes that are non-cyclic codes are known. Encoding is a process of adding redundancy to the data to be transmitted. The encoded data is called a code word. The code word sent to the communication channel is affected by noise and some bits of the code word are received at the time of reception. An error such as inversion occurs. Decoding is a process of restoring data from a received word affected by this error using redundancy.
近年、符号長nの増大化及び高速データレート化に伴い、誤り訂正能力が高く(符号化利得が大きい)、計算量が少ない欠陥補償機能を有し、且つエラー・フロアが小さいLDPC符号が次世代の誤り訂正符号の最有力候補として、デジタル衛星放送(HDTV)、移動体通信(UWBや無線LAN)、磁気記録、記録メディア、或いは光通信などへの適用化が検討されている。 In recent years, with the increase of the code length n and the higher data rate, the LDPC code having a defect compensation function with a high error correction capability (high coding gain), a small amount of calculation, and a small error floor is next. Application to digital satellite broadcasting (HDTV), mobile communication (UWB or wireless LAN), magnetic recording, recording media, optical communication, etc. has been studied as the most promising candidate for the generation error correction code.
LDPC符号での復号処理において、Sum−Productアルゴリズムを用いたSum―Product復号法が多用されているが、検査ノードの計算を並列に実行する場合、並列実行分のルックアップテーブルが必要となり信号処理を行なう回路の回路規模が大きくなる。このため、回路規模を削減するためにGallagerのf関数の近似を使用するMin−Sumアルゴリズムを用いたMin−Sum復号法が検討されている(例えば、非特許文献1参照。)。 In decoding processing using an LDPC code, Sum-Product decoding using the Sum-Product algorithm is frequently used. However, when the check node calculation is executed in parallel, a lookup table for parallel execution is required and signal processing is performed. The circuit scale of the circuit that performs is increased. For this reason, a Min-Sum decoding method using a Min-Sum algorithm that uses an approximation of Gallager's f function to reduce the circuit scale has been studied (for example, see Non-Patent Document 1).
Min−Sum復号法において、最も計算量が多いのは行処理であり、復号処理データを記憶するメモリ中に占める行処理データが大きいという問題点がある。また、ハードウエア構成を高スループット化するために行処理及び列処理を同時に並列実行できるように行処理出力メモリ及び列処理出力メモリを別個に用意すると復号装置としての集積回路の大部分を占めるメモリの占有面積が増大するという問題点がある。
本発明は、Min−Sum復号法でのメモリの容量を削減した誤り訂正符号復号装置及びそれを用いた復号方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an error correction code decoding apparatus and a decoding method using the error correction code decoding apparatus in which the memory capacity in the Min-Sum decoding method is reduced.
上記目的を達成するために、本発明の一態様の誤り訂正符号復号装置は、行処理情報、列処理情報、及び対数尤度比情報を記憶するメモリ部と、前記メモリ部に格納される前記列処理情報を入力して絶対値に変換する絶対値計算部と、前記絶対値計算部から出力される絶対値情報を入力し、前記絶対値情報から最小値及び2番目に小さな値を求め、行処理出力情報として前記メモリ部に出力する最小値検索部と、前記メモリ部に格納される前記列処理情報を入力して各々の入力に対応した正負の符号を算出する正負符号計算部と、前記最小値検索部から出力される最小値に対応する入力を示す情報及び前記正負符号計算部から出力される算出情報を入力し、入力に対応する2bitのコードを生成し、行処理出力情報として前記メモリ部に出力する行処理出力符号化部とを有する行処理回路と、前記メモリ部に格納される前記行処理情報を入力して列処理の入力情報に変換する列処理入力復号化部と、前記列処理入力復号化部から出力される変換情報を選択出力する加算器入力選択部と、前記メモリ部に格納される前記対数尤度比情報及び前記加算器入力選択部から出力される前記変換情報を入力して加算処理し、列処理出力情報として前記メモリ部に出力する加算器とを有する列処理回路とを具備することを特徴とする。 To achieve the above object, an error correction code decoding apparatus according to an aspect of the present invention includes a memory unit that stores row processing information, column processing information, and log likelihood ratio information, and the memory unit that stores the memory unit. An absolute value calculation unit that inputs column processing information and converts it into an absolute value, input absolute value information that is output from the absolute value calculation unit, obtain a minimum value and a second smallest value from the absolute value information, A minimum value search unit that outputs to the memory unit as row processing output information; a positive / negative code calculation unit that inputs the column processing information stored in the memory unit and calculates a positive / negative code corresponding to each input; Information indicating an input corresponding to the minimum value output from the minimum value search unit and calculation information output from the sign calculation unit are input, a 2-bit code corresponding to the input is generated, and line processing output information is generated. Output to the memory unit A row processing circuit having a row processing output encoding unit, a column processing input decoding unit that inputs the row processing information stored in the memory unit and converts the input into column processing input information, and the column processing input An adder input selection unit that selectively outputs conversion information output from the decoding unit; and the log likelihood ratio information stored in the memory unit and the conversion information output from the adder input selection unit. And a column processing circuit having an adder that outputs the result to the memory unit as column processing output information.
更に、上記目的を達成するために、本発明の一態様の誤り訂正符号復号装置を用いた復号方法は、メモリ部に格納される列処理情報を行処理回路に入力し、前記行処理回路で前記列処理情報を2種類の絶対値及び2bitのコード情報として計算し、行処理出力情報として更新された外部値対数比情報を前記メモリ部に出力するステップと、前記メモリ部に格納される行処理情報を列処理回路に入力し、前記列処理回路で前記行処理情報を列処理情報にデータ変換した後で列処理を行い、列処理出力情報として更新された事前値対数比情報を前記メモリ部に出力するステップとを具備することを特徴とする。 Furthermore, in order to achieve the above object, a decoding method using an error correction code decoding apparatus according to an aspect of the present invention inputs column processing information stored in a memory unit to a row processing circuit, and the row processing circuit Calculating the column processing information as two types of absolute value and 2-bit code information, and outputting the updated external value log ratio information to the memory unit as row processing output information; and a row stored in the memory unit Processing information is input to a column processing circuit, the row processing information is converted into column processing information by the column processing circuit, column processing is performed, and the prior value log ratio information updated as column processing output information is stored in the memory. And a step of outputting to the unit.
本発明によれば、Min−Sum復号法でのメモリの容量を削減した誤り訂正符号復号装置及びそれを用いた復号方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the error correction code decoding apparatus which reduced the capacity | capacitance of the memory by Min-Sum decoding method, and the decoding method using the same can be provided.
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、本発明の実施例1に係る誤り訂正符号復号装置について、図面を参照して説明する。図1は誤り訂正符号復号装置を示すブロック図、図2は誤り訂正符号復号装置の行処理回路を示すブロック図、図3は誤り訂正符号復号装置の列処理回路のブロック図である。本実施例ではメモリ部に行処理出力メモリ、列処理出力メモリ、入力尤度比メモリ、推定語メモリが設けられている。
First, an error correction code decoding apparatus according to
図1に示すように、誤り訂正符号復号装置1には、メモリ部2、コントローラ3、部分並列行処理回路部4、部分並列列処理回路部5、部分並列推定語計算回路部6、及びパリティ検査回路7が設けられ、対数ドメインMin−Sum復号法にもとづいて誤り訂正符号復号処理の行処理及び列処理を同時に実行する。なお、長い符号長に対応するために行処理回路、列処理回路、及び推定語計算回路を部分並列構成(Partial Parallel型構成)にしている。ここで、部分並列構成とは、処理情報を部分単位ごとに行処理、列処理、及び推定語計算を行なう構成である。
As shown in FIG. 1, the error correction
コントローラ3は、誤り訂正符号復号装置1内の各種処理作業の統括、及びメモリ部2、部分並列行処理回路部4、部分並列列処理回路部5、部分並列推定語計算回路部6、及びパリティ検査回路7への実行指示や制御などを行なう。
The
メモリ部2には、入力尤度比メモリ11、行処理出力メモリ12、列処理出力メモリ13、及び推定語メモリ14が設けられている。
The
入力尤度比メモリ11は、誤り訂正符号復号装置1の外部から入力される対数尤度比(Log Likelihood Ratio LLRとも呼称され、λと表記される)情報を入力信号INとして入力し、その情報を記憶する。そして、復号処理時に出力ノードN1から対数尤度比λ情報を部分並列列処理回路部5及び部分並列推定語計算回路部6に出力する。
The input
行処理出力メモリ12は、部分並列行処理回路部5の出力ノードN4から出力される行処理情報を入力し、その情報を記憶する。そして、出力ノードN5から行処理情報を部分並列列処理回路部5及び部分並列推定語計算回路部6に出力する。
The row
列処理出力メモリ13は、部分並列列処理回路部5の出力ノードN2から出力される列処理情報を入力し、その情報を記憶する。そして、出力ノードN3から列処理情報を部分並列行処理回路部4に出力する。
The column
推定語メモリ14は、部分並列推定語計算回路部6の出力ノードN6から出力される一時推定語情報を入力し、その情報を記憶する。そして、出力ノードN7から一時推定語情報をパリティ検査回路7に出力し、あわせて出力推定語情報を出力信号Out1として誤り訂正符号復号装置1の外部に出力する。
The estimated word memory 14 receives temporary estimated word information output from the output node N6 of the partial parallel estimated word calculation circuit unit 6, and stores the information. Then, the temporary estimated word information is output from the output node N7 to the parity check circuit 7, and the output estimated word information is output to the outside of the error correction
部分並列行処理回路部4には、列処理出力メモリ13から出力される列処理情報(事前値対数比情報)を入力する行処理回路(Check Function Unit CFUとも呼称される)15が複数並列配置されている。各々の行処理回路15は、列処理情報の各部分をコントローラ3の制御にもとづいて行処理する。
In the partial parallel row
部分並列列処理回路部5には、入力尤度比メモリ11から出力される対数尤度比λ情報及び行処理出力メモリ12から出力される行処理情報(外部値対数比情報)を入力する列処理回路(Bit Function Unit BFUとも呼称される)16が複数並列配置されている。各々の列処理回路16は、行処理情報の各部分をコントローラ3の制御にもとづいて列処理する。
The column to which the log likelihood ratio λ information output from the input
部分並列推定語計算回路部6には、入力尤度比メモリ11から出力される対数尤度比情報、及び行処理出力メモリ12から出力される行処理情報を入力する推定語計算回路17が複数並列配置されている。各々の推定語計算回路17は、コントローラ3の制御にもとづいて対数尤度比及び行処理情報から推定語計算を行い、復号結果を一時推定語として算出する。
The partial parallel estimated word calculation circuit unit 6 includes a plurality of estimated word calculation circuits 17 for inputting log likelihood ratio information output from the input
パリティ検査回路7は、推定語メモリ14から出力される一時推定語情報を入力し、コントローラ3の制御にもとづいて一時推定語が正しく復号されたかどうかの判定(符号語になっているかの検査)を行なう。そして、判定結果である出力パリティ情報を出力信号Out2として誤り訂正符号復号装置1の外部に出力する。
The parity check circuit 7 receives the temporary estimated word information output from the estimated word memory 14, and determines whether or not the temporary estimated word is correctly decoded based on the control of the controller 3 (check whether it is a code word). To do. Then, the output parity information as the determination result is output to the outside of the error correction
図2に示すように、行処理回路15には、絶対値計算部21、最小値検索部22、正負符号計算部23、及び行処理出力符号化部24が設けられている。
As shown in FIG. 2, the row processing circuit 15 includes an absolute
絶対値計算部21は、列処理出力メモリ13から出力される列処理情報を入力し、その情報を絶対値に変換する。最小値検索部22は、絶対値計算部21から出力される絶対値情報を入力し、その情報の最小値及び2番目に小さな値を求め、行処理出力として行処理出力メモリ12に出力する。あわせて最小値に対応する情報を行処理出力符号化部24に出力する。
The
正負符号化計算部23は、列処理出力メモリ13から出力される列処理情報を入力し、各々の入力に対応した正負の符号を算出する。行処理出力符号化部24は、最小値検索部22から出力される情報及び正負符号化計算部23から出力される情報を入力し、入力に対応する2bitのコードを生成し、行処理出力として行処理出力メモリ12に出力する。
The positive / negative
ここで、行処理出力符号化部24の代わりに、最小値検索部22から出力される情報及び正負符号計算部23から出力される情報を入力し、最小値と2番目に小さい値に正負の符号をつけ、各々の行処理入力データに対応した正の最小値、負の最小値、正の2番目に小さい値又は負の2番目に小さい値のいずれかを選択し、その情報を行処理出力メモリ12に出力する絶対値・符号付変換部を設ける場合に比べ、行処理出力メモリ12に出力する情報量を削減することができ、行処理出力メモリ12を抑制することができる。
Here, instead of the row processing
図3に示すように、列処理回路16には、列処理入力復号化部25、加算器入力選択部26、及び複数の加算器27が設けられている。
As shown in FIG. 3, the column processing circuit 16 includes a column processing
列処理入力復号化部25は、行処理出力としての2種類の絶対値及び2bitのコードを列処理の入力情報となるデータに変換する。加算器入力選択部26は、列処理入力復号化部25から出力され、変換された情報を各加算器27に出力する。加算器27は、入力尤度比メモリ11から出力される対数尤度比λ情報及び加算器入力選択部26から出力される変換された情報を入力し、加算処理してその情報を列処理出力メモリ13に出力する。
The column processing
次に、誤り訂正符号復号装置を用いた復号処理について図4を参照して説明する。図4は誤り訂正符号復号装置の復号処理を示すフローチャートである。 Next, decoding processing using the error correction code decoding apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the decoding process of the error correction code decoding apparatus.
図4に示すように、まず、例えば、2元M×N行列(H={Hmn})を復号したいLDPC符号の検査行列とし、検査行列Hmnを満たす全ての組(m、n)に対して事前値対数比βmnを0(ゼロ)とする。また、ループ変数Lを1とし、ループ最大回数を変数Lmaxに設定する(ステップS1)。 As shown in FIG. 4, first, for example, a binary M × N matrix (H = {Hmn}) is set as a parity check matrix of an LDPC code to be decoded, and for all sets (m, n) satisfying the parity check matrix Hmn. The prior value logarithmic ratio βmn is set to 0 (zero). Further, the loop variable L is set to 1, and the maximum number of loops is set to the variable Lmax (step S1).
次に、行処理としてm=1、2・・・、Mの順に検査行列Hmnが1を満たす全ての組(m、n)に対して、外部値対数比αmnが更新され、行処理出力メモリ12に記憶される。外部値対数比αmnの算出は事前値対数比βmnを式に代入して行う。ここで、列処理出力メモリ13から出力され、行処理回路15に入力される列処理情報に対して、行処理回路15で行処理され、行処理出力メモリ12に出力される情報は、2種類の絶対値及び2bitのコード情報となるので行処理出力メモリ12のメモリ容量を削減できる。なお、外部値対数比αmnを更新するのに用いる式の表示及び説明は省略する。
Next, the external value logarithmic ratio αmn is updated for all sets (m, n) in which the check matrix Hmn satisfies 1 in the order of m = 1, 2,... 12 is stored. The external value log ratio αmn is calculated by substituting the prior value log ratio βmn into the equation. Here, column processing information output from the column
列処理としてn=1、2・・・、Nの順に検査行列Hmnが1を満たす全ての組(m、n)に対して、事前値対数比βmnが更新され、列処理出力13メモリに記憶される。ここで、行処理出力メモリ12から出力され、列処理回路16に入力される行処理情報は、列処理回路16の列処理入力復号部25で列処理の入力情報となるデータに変換された後、列処理回路16で列処理され、その情報が列処理出力メモリ13に出力される。なお、事前値対数比βmnは対数尤度比λn及び対応する外部値対数比αmnにもとづいて更新されるが、更新に用いる式の表示及び説明は省略する。ここで、図2及び図3で説明したように、行処理及び列処理は同時に部分並列実行される(ステップS2)。
As the column processing, the prior value logarithmic ratio βmn is updated and stored in the
続いて、n=1、2・・・Nについて一時推定語の計算を推定語計算回路17で行なう(ステップS3)。そして、一時推定語が符号語になっているかの検査をパリティ検査回路7で行なう(ステップS4)。なお、検査に用いる式の表示及び説明は省略する。一時推定語が検査条件を満たす場合、推定語である出力パリティとして出力され、復号処理は終了する。一時推定語が検査条件を満たさない場合、ループ回数Lが、もし、L≦Lmaxならばループ回数LをインクリメントしてステップS2に戻る。L>Lmaxならば、復号エラーとみなされ、一時推定語を出力して復号処理は終了する(ステップS6)。 Subsequently, temporary estimated words are calculated by the estimated word calculation circuit 17 for n = 1, 2,... N (step S3). Then, the parity check circuit 7 checks whether the temporary estimated word is a code word (step S4). In addition, the display and description of the formula used for the inspection are omitted. When the temporary estimated word satisfies the check condition, it is output as an output parity that is an estimated word, and the decoding process ends. If the temporary estimated word does not satisfy the checking condition, if the loop count L is L ≦ Lmax, the loop count L is incremented and the process returns to step S2. If L> Lmax, it is regarded as a decoding error, a temporary estimated word is output, and the decoding process ends (step S6).
上述したように、本実施例の誤り訂正符号復号装置では、絶対値計算部21、最小値検索部22、正負符号計算部23、及び行処理出力符号化部24を有する行処理回路15が並列配置された部分並列行処理回路部4が設けられている。そして、行処理回路15から行処理出力としての2種類の絶対値及び2bitのコード情報が行処理出力メモリ12に出力される。
As described above, in the error correction code decoding apparatus of the present embodiment, the row processing circuit 15 having the absolute
このため、従来よりも行処理出力メモリに出力される行処理情報を削減することができ、行処理出力メモリのメモリ容量を削減することができる。したがって、半導体集積回路としての誤り訂正符号復号装置1の大きな占有領域をしめるメモリ領域を削減することができ、訂正符号復号装置1のコストを低減することができる。
For this reason, it is possible to reduce the row processing information output to the row processing output memory more than before, and to reduce the memory capacity of the row processing output memory. Accordingly, it is possible to reduce a memory area that occupies a large occupied area of the error correction
なお、本実施例では、誤り訂正符号復号装置のハードウエア構成を行処理及び列処理を同時に部分並列実行する部分並列構成(Partial Parallel型構成)を用いているが、行処理を一括実行してから列処理を一括実行するSerial型構成、或いは行処理及び列処理を完全並列実行する完全並列構成(Fully Parallel型構成)を用いてもよい。この場合でも行処理情報量を削減でき、行処理情報を記憶するメモリ容量を削減することができる。 In this embodiment, the hardware configuration of the error correction code decoding apparatus uses a partial parallel configuration (partial parallel type configuration) in which row processing and column processing are executed in parallel at the same time. Alternatively, a serial type configuration in which column processing is executed collectively or a fully parallel configuration (Fully Parallel type configuration) in which row processing and column processing are executed in parallel may be used. Even in this case, the amount of row processing information can be reduced, and the memory capacity for storing the row processing information can be reduced.
次に、本発明の実施例2に係る誤り訂正符号復号装置について、図面を参照して説明する。図5は誤り訂正符号復号装置の行処理回路を示すブロック図である。本実施の誤り訂正符号復号装置は実施例1と同一構成を有し、本実施例では、列処理出力メモリから出力され、行処理回路に入力される列処理情報を各6bitで6つのデータとしている。
Next, an error correction code decoding apparatus according to
図5に示すように、誤り訂正符号復号装置の行処理回路15aには、絶対値計算部21a、最小値検索部22a、正負符号計算部23a、及び行処理出力符号化部24aが設けられている。 As shown in FIG. 5, the row processing circuit 15a of the error correction code decoding apparatus includes an absolute value calculation unit 21a, a minimum value search unit 22a, a positive / negative code calculation unit 23a, and a row processing output encoding unit 24a. Yes.
絶対値計算部21aは、列処理出力メモリ13から出力される各6bitで6つのデータの列処理情報を入力し、その情報を各5bitで6つの絶対値として計算する。最小値検索部22aは、絶対値計算部21aから出力される絶対値情報を入力し、その情報の最小値及び2番目に小さな値を求め、各5bitで2つのデータとして行処理出力メモリ12aに出力する。あわせて最小値に対応する入力を示す情報を3bitのデータとして行処理出力符号化部24aに出力する。
The absolute value calculation unit 21a inputs six pieces of data column processing information output from the column
正負符号化計算部23aは、列処理出力メモリ13から出力される各6bitで6つのデータの列処理情報を入力し、各1bitで6つのデータとして計算する。行処理出力符号化部24aは、最小値検索部22aから出力される3bitのデータ情報及び正負符号化計算部23aから出力される各1bitで6つのデータ情報を入力し、入力に対応する最小値或いは2番目に小さな値を選択するための1bitの情報、及び正負の符号を選択するための1bitの情報の各2bitで6つのデータを生成し、行処理出力として行処理出力メモリ12aに出力する。なお、列処理回路の構成は、実施例1と同様なので図示及び説明を省略する。
The positive / negative encoding calculation unit 23a inputs six pieces of column processing information of 6 bits output from the column
次に、誤り訂正符号復号装置の行処理出力メモリのメモリ容量について図6を参照して説明する。図6は誤り訂正符号復号装置の行処理出力メモリのメモリ容量を比較した図である。ここで、最小値検索部から出力される情報及び正負符号計算部から出力される情報を入力し、最小値と2番目に小さい値に正負の符号をつけ、各々の行処理入力データに対応した正の最小値、負の最小値、正の2番目に小さい値又は負の2番目に小さい値のいずれかを選択し、その情報を行処理出力メモリに出力する絶対値・符号付変換部を設けた場合を従来としている。また、行数をA行としている。 Next, the memory capacity of the row processing output memory of the error correction code decoding apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram comparing the memory capacities of the row processing output memories of the error correction code decoding apparatus. Here, the information output from the minimum value search unit and the information output from the positive / negative sign calculation unit are input, the positive and negative signs are attached to the minimum value and the second smallest value, and each line processing input data is supported. Select the positive minimum value, negative minimum value, positive second smallest value or negative second smallest value, and output the information to the row processing output memory. The case where it is provided is conventional. The number of rows is A.
図6に示すように、従来では、1行当りの行処理出力メモリ容量は6bit×6=36bitで、行処理出力メモリのメモリ容量が36bit×A=36Abitである。 As shown in FIG. 6, conventionally, the row processing output memory capacity per row is 6 bits × 6 = 36 bits, and the memory capacity of the row processing output memory is 36 bits × A = 36 Abits.
一方、本実施例では、1行当りの行処理出力メモリ容量は(2bit×6)+(5bit×2)=22bitで、行処理出力メモリ12aのメモリ容量が22bit×A=22Abitであり、従来よりも38.9%行処理出力メモリのメモリ容量を削減することができる。 On the other hand, in this embodiment, the row processing output memory capacity per row is (2 bits × 6) + (5 bits × 2) = 22 bits, and the memory capacity of the row processing output memory 12a is 22 bits × A = 22 Abit. As a result, the memory capacity of the 38.9% row processing output memory can be reduced.
上述したように、本実施例の誤り訂正符号復号装置では、絶対値計算部21a、最小値検索部22a、正負符号計算部23a、及び行処理出力符号化部24aを有する行処理回路15aが設けられている。そして、列処理出力メモリ13から出力され、行処理回路15aに入力される列処理情報は各6bitで6つのデータ(36bitのデータ)を有し、行処理回路15aから行処理出力としての各5bitで2つの絶対値及び2bitで6つのコード情報(22bitのデータ)が行処理出力メモリ12aに出力される。
As described above, the error correction code decoding apparatus according to the present embodiment includes the row processing circuit 15a including the absolute value calculation unit 21a, the minimum value search unit 22a, the positive / negative code calculation unit 23a, and the row processing output encoding unit 24a. It has been. The column processing information output from the column
このため、従来よりも行処理出力メモリに出力される行処理情報を38.9%削減することができ、行処理出力メモリのメモリ容量を削減することができる。したがって、半導体集積回路としての誤り訂正符号復号装置1の大きな占有領域をしめるメモリ領域を削減することができ、誤り訂正符号復号装置1のコストを低減することができる。
For this reason, the line processing information output to the row processing output memory can be reduced by 38.9% as compared with the prior art, and the memory capacity of the row processing output memory can be reduced. Therefore, it is possible to reduce a memory area that occupies a large occupied area of the error correction
次に、本発明の実施例3に係る誤り訂正符号復号装置について、図面を参照して説明する。図7は誤り訂正符号復号装置の行処理回路を示すブロック図である。本実施の誤り訂正符号復号装置は行処理回路以外実施例1と同一構成を有し、本実施例では、列処理出力メモリから出力され、行処理回路に入力される列処理情報を各6bitで6つのデータとしている。
Next, an error correction code decoding apparatus according to
図7に示すように、誤り訂正符号復号装置の行処理回路15bには、絶対値計算部21b、最小値検索部22b、及び正負符号計算部23bが設けられている。 As shown in FIG. 7, the row processing circuit 15b of the error correction code decoding apparatus includes an absolute value calculation unit 21b, a minimum value search unit 22b, and a positive / negative code calculation unit 23b.
絶対値計算部21bは、列処理出力メモリ13から出力される各6bitで6つのデータの列処理情報を入力し、その情報を各5bitで6つの絶対値として計算する。最小値検索部22bは、絶対値計算部21bから出力される絶対値情報を入力し、その情報の最小値及び2番目に小さな値を求め、各5bitで2つのデータとして行処理出力メモリ12bに出力する。あわせて最小値に対応する入力を示す情報を3bitのデータとして行処理出力メモリ12bに出力する。
The absolute value calculation unit 21b inputs six pieces of data column processing information output from the column
正負符号化計算部23bは、列処理出力メモリ13から出力される各6bitで6つのデータの列処理情報を入力し、各1bitで6つのデータとして計算し、その情報を行処理出力メモリ12bに出力する。なお、列処理回路の構成は、実施例1と同様なので図示及び説明を省略する。
The positive / negative encoding calculation unit 23b inputs six pieces of column processing information of 6 bits each output from the column
次に、誤り訂正符号復号装置の行処理出力メモリのメモリ容量について図8を参照して説明する。図8は誤り訂正符号復号装置の行処理出力メモリのメモリ容量を比較した図である。ここで、最小値検索部から出力される情報及び正負符号計算部から出力される情報を入力し、最小値と2番目に小さい値に正負の符号をつけ、各々の行処理入力データに対応した正の最小値、負の最小値、正の2番目に小さい値又は負の2番目に小さい値のいずれかを選択し、その情報を行処理出力メモリに出力する絶対値・符号付変換部を設けた場合を従来としている。また、行数をA行としている。 Next, the memory capacity of the row processing output memory of the error correction code decoding apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram comparing the memory capacities of the row processing output memories of the error correction code decoding apparatus. Here, the information output from the minimum value search unit and the information output from the positive / negative sign calculation unit are input, the positive and negative signs are attached to the minimum value and the second smallest value, and each line processing input data is supported. Select the positive minimum value, negative minimum value, positive second smallest value or negative second smallest value, and output the information to the row processing output memory. The case where it is provided is conventional. The number of rows is A.
図8に示すように、従来では、1行当りの行処理出力メモリ容量は6bit×6=36bitで、行処理出力メモリのメモリ容量が36bit×A=36Abitである。 As shown in FIG. 8, conventionally, the row processing output memory capacity per row is 6 bits × 6 = 36 bits, and the memory capacity of the row processing output memory is 36 bits × A = 36 Abits.
一方、本実施例では、1行当りの行処理出力メモリ容量は(1bit×6)+(5bit×2)+3bit=19bitで、行処理出力メモリ12bのメモリ容量が19bit×A=19Abitであり、従来よりも47.2%行処理出力メモリのメモリ容量を削減することができる。 On the other hand, in this embodiment, the row processing output memory capacity per row is (1 bit × 6) + (5 bits × 2) +3 bits = 19 bits, and the memory capacity of the row processing output memory 12b is 19 bits × A = 19 Abits. The memory capacity of the 47.2% row processing output memory can be reduced as compared with the prior art.
上述したように、本実施例の誤り訂正符号復号装置では、絶対値計算部21b、最小値検索部22b、及び正負符号計算部23bを有する行処理回路15bが設けられている。そして、列処理出力メモリ13から出力され、行処理回路15bに入力される列処理情報は各6bitで6つのデータ(36bitのデータ)を有し、行処理回路15bから行処理出力としての各5bitで2つの絶対値、最小値に対応する3bitのデータ、及び1bitで6つのデータ情報(19bitのデータ)が行処理出力メモリ12bに出力される。
As described above, the error correction code decoding apparatus according to the present embodiment includes the row processing circuit 15b including the absolute value calculation unit 21b, the minimum value search unit 22b, and the positive / negative code calculation unit 23b. The column processing information output from the column
このため、従来よりも行処理出力メモリに出力される行処理情報を47.2%削減することができ、行処理出力メモリのメモリ容量を削減することができる。したがって、半導体集積回路としての誤り訂正符号復号装置1の大きな占有領域をしめるメモリ領域を削減することができ、誤り訂正符号復号装置1のコストを低減することができる。
For this reason, the row processing information output to the row processing output memory can be reduced by 47.2%, and the memory capacity of the row processing output memory can be reduced. Therefore, it is possible to reduce a memory area that occupies a large occupied area of the error correction
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the invention.
例えば、実施例2及び3では列処理出力メモリから行処理回路に出力される情報を6bitで6つのデータ(36bit)構成にしているが、この構成に限定されるものではない。例えば、6bitで3つのデータ(18bit)構成などにしてもよい。
For example, in the second and third embodiments, the information output from the column processing output memory to the row processing circuit has a 6-bit 6-data (36-bit) configuration, but is not limited to this configuration. For example, a 6-
本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
(付記1) 行処理情報、列処理情報、及び対数尤度比情報を記憶するメモリ部と、前記メモリ部に格納される6bitで6つのデータを有する列処理情報を入力して各5bitで6つの絶対値情報として計算する絶対値計算部と、前記絶対値計算部から出力される前記絶対値情報を入力して最小値及び2番目に小さな値を求め、各5bitで2つのデータを行処理出力情報として前記メモリ部に出力する最小値検索部と、前記メモリ部に格納される前記6bitで6つのデータを有する列処理情報を入力して各1bitで6つのデータに計算する正負符号計算部と、前記最小値検索部から出力される最小値に対応する入力を示す3bitのデータ及び前記正負符号計算部から出力される前記各1bitで6つのデータを入力し、入力に対応する最小値或いは2番目に小さな値を選択するための1bitのデータ及び正負の符号を選択するための1bitのデータからなる各2bitで6つのデータを生成し、行処理出力情報として前記メモリ部に出力する行処理出力符号化部とを有する行処理回路と、前記メモリ部に格納される各5bitで2つのデータ及び各2bitで6つのデータからなる22bitの前記行処理情報を入力して列処理の入力情報としての各6bitで6つのデータに変換する列処理入力復号化部と、前記列処理入力復号化部から出力される変換情報を選択出力する加算器入力選択部と、前記メモリ部に格納される前記対数尤度比情報及び前記加算器入力選択部から出力される前記変換情報を入力して加算処理し、列処理出力情報として前記メモリ部に出力する加算器とを有する列処理回路とを具備する誤り訂正符号復号化装置。
The present invention can be configured as described in the following supplementary notes.
(Supplementary note 1) A memory unit for storing row processing information, column processing information, and log likelihood ratio information, and column processing information having 6 data stored in 6 bits stored in the memory unit, and 6 bits each for 6 bits. An absolute value calculation unit that calculates as two pieces of absolute value information, and the absolute value information output from the absolute value calculation unit are input to obtain the minimum value and the second smallest value, and two data are processed in 5 bits each. A minimum value search unit that outputs to the memory unit as output information, and a positive / negative code calculation unit that inputs column processing information having 6 data in 6 bits stored in the memory unit and calculates 6 data in 1 bit each And 3 bits of data indicating the input corresponding to the minimum value output from the minimum value search unit and 6 data of each 1 bit output from the positive / negative sign calculation unit, and corresponding to the input 6 data are generated in 2 bits each consisting of 1 bit data for selecting the smallest value or the second smallest value and 1 bit data for selecting the positive / negative sign, and are stored in the memory unit as row processing output information. A row processing circuit having a row processing output encoding unit to output, and column processing by inputting 22-bit row processing information consisting of 2 data in 5 bits each and 6 data in 2 bits each stored in the memory unit A column processing input decoding unit that converts 6-bit data into 6-bit data as input information, an adder input selection unit that selectively outputs conversion information output from the column processing input decoding unit, and a memory unit The log likelihood ratio information to be stored and the conversion information output from the adder input selection unit are input and added, and output to the memory unit as column processing output information. Error correction code decoding apparatus comprising a column processing circuit and an adder.
(付記2) 行処理情報、列処理情報、及び対数尤度比情報を記憶するメモリ部と、前記メモリ部に格納される6bitで6つのデータを有する列処理情報を入力して各5bitで6つの絶対値情報として計算する絶対値計算部と、前記絶対値計算部から出力される前記絶対値情報を入力し、最小値及び2番目に小さな値を求めて各5bitで2つのデータと最小値に対応する入力を示す3bitのデータを行処理出力情報として前記メモリ部に出力する最小値検索部と、前記メモリ部に格納される前記6bitで6つのデータを有する列処理情報を入力して各1bitで6つのデータとして計算し、行処理出力情報として前記メモリ部に出力する行処理出力符号化部とを有する行処理回路と、前記メモリ部に格納される各5bitで2つのデータ、入力を示す情報の3bitのデータ、及び各1bitで6つのデータからなる19bitの前記行処理情報を入力して列処理の入力情報としての各6bitで6つのデータに変換する列処理入力復号化部と、前記列処理入力復号化部から出力される変換情報を選択出力する加算器入力選択部と、前記メモリ部に格納される前記対数尤度比情報及び前記加算器入力選択部から出力される前記変換情報を入力して加算処理し、列処理出力情報として前記メモリ部に出力する加算器とを有する列処理回路とを具備する誤り訂正符号復号化装置。 (Supplementary Note 2) A memory unit for storing row processing information, column processing information, and log likelihood ratio information, and column processing information having 6 data stored in the memory unit and 6 bits of data are input, and 6 bits for each 5 bits. An absolute value calculation unit that calculates as two pieces of absolute value information, and the absolute value information output from the absolute value calculation unit are input, and the minimum value and the second smallest value are obtained to obtain two data and minimum values in 5 bits each. A minimum value search unit that outputs 3-bit data indicating input corresponding to the row processing output information to the memory unit, and column processing information having 6 data stored in the 6-bit stored in the memory unit, A row processing circuit having a row processing output encoding unit that calculates 6-bit data in 1 bit and outputs the data to the memory unit as row processing output information, and two 5 bit units stored in the memory unit. Column processing input for inputting data, 3 bits of data indicating input, and 19 bits of the row processing information including 6 data in 1 bit and converting the data into 6 data in 6 bits as input information of column processing From the decoding unit, the adder input selection unit that selectively outputs the conversion information output from the column processing input decoding unit, the log likelihood ratio information stored in the memory unit, and the adder input selection unit An error correction code decoding apparatus comprising: a column processing circuit including an adder that inputs the conversion information to be output and performs addition processing and outputs the addition information to the memory unit as column processing output information.
1 誤り訂正符号復号装置
2 メモリ部
3 コントローラ
4 部分並列行処理回路部
5 部分並列列処理回路部
6 部分並列推定語計算回路部
7 パリティ検査
11 入力尤度比メモリ
12、12a、12b 行処理出力メモリ
13 列処理出力メモリ
14 推定語メモリ
15、15a、15b 行処理回路
16 列処理回路
17 推定語計算回路
21、21a、21b 絶対値計算部
22、22a、22b 最小値検索部
23、23a、23b 正負符号計算部
24、24a 行処理出力符号化部
25 列処理入力復号化部
26 加算器入力選択部
27 加算器
IN 入力信号
N1〜7 出力ノード
Out1、Out2 出力信号
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記メモリ部に格納される前記列処理情報を入力して絶対値に変換する絶対値計算部と、前記絶対値計算部から出力される絶対値情報を入力し、前記絶対値情報から最小値及び2番目に小さな値を求め、行処理出力情報として前記メモリ部に出力する最小値検索部と、前記メモリ部に格納される前記列処理情報を入力して各々の入力に対応した正負の符号を算出する正負符号計算部と、前記最小値検索部から出力される最小値に対応する入力を示す情報及び前記正負符号計算部から出力される算出情報を入力し、入力に対応する2bitのコードを生成し、行処理出力情報として前記メモリ部に出力する行処理出力符号化部とを有する行処理回路と、
前記メモリ部に格納される前記行処理情報を入力して列処理の入力情報に変換する列処理入力復号化部と、前記列処理入力復号化部から出力される変換情報を選択出力する加算器入力選択部と、前記メモリ部に格納される前記対数尤度比情報及び前記加算器入力選択部から出力される前記変換情報を入力して加算処理し、列処理出力情報として前記メモリ部に出力する加算器とを有する列処理回路と、
を具備することを特徴とする誤り訂正符号復号装置。 A memory unit for storing row processing information, column processing information, and log likelihood ratio information;
An absolute value calculation unit that inputs the column processing information stored in the memory unit and converts it into an absolute value, inputs absolute value information output from the absolute value calculation unit, and inputs the minimum value and the absolute value information from the absolute value information. Find the second smallest value, input the minimum value search unit to output to the memory unit as row processing output information, and input the column processing information stored in the memory unit, and enter the positive and negative signs corresponding to each input A sign calculation unit to calculate, information indicating an input corresponding to the minimum value output from the minimum value search unit and calculation information output from the sign calculation unit are input, and a 2-bit code corresponding to the input is input. A row processing circuit having a row processing output encoding unit that generates and outputs to the memory unit as row processing output information;
A column processing input decoding unit that inputs the row processing information stored in the memory unit and converts it into column processing input information, and an adder that selectively outputs the conversion information output from the column processing input decoding unit An input selection unit, the log likelihood ratio information stored in the memory unit and the conversion information output from the adder input selection unit are input and added, and output to the memory unit as column processing output information A column processing circuit having an adder for
An error correction code decoding apparatus comprising:
前記メモリ部に格納される前記列処理情報を入力して絶対値に変換する絶対値計算部と、前記絶対値計算部から出力される絶対値情報を入力し、前記絶対値情報から最小値と2番目に小さな値の情報及び最小値に対応する入力を示す情報を行処理出力情報として前記メモリ部に出力する最小値検索部と、前記メモリ部に格納される前記列処理情報を入力して各々の入力に対応した正負の符号を算出し、行処理出力情報として前記メモリ部に出力する正負符号計算部とを有する行処理回路と、
前記メモリ部に格納される前記行処理情報を入力して列処理の入力情報に変換する列処理入力復号化部と、前記列処理入力復号化部から出力される変換情報を選択出力する加算器入力選択部と、前記メモリ部に格納される前記対数尤度比情報及び前記加算器入力選択部から出力される前記変換情報を入力して加算処理し、列処理出力情報として前記メモリ部に出力する加算器とを有する列処理回路と、
を具備することを特徴とする誤り訂正符号復号装置。 A memory unit for storing row processing information, column processing information, and log likelihood ratio information;
An absolute value calculation unit that inputs the column processing information stored in the memory unit and converts it into an absolute value, and inputs absolute value information that is output from the absolute value calculation unit. Input a second value information and a minimum value search unit that outputs information indicating the input corresponding to the minimum value to the memory unit as row processing output information, and the column processing information stored in the memory unit. A row processing circuit having a positive / negative sign calculation unit that calculates a positive / negative sign corresponding to each input and outputs the calculated value as row processing output information to the memory unit;
A column processing input decoding unit that inputs the row processing information stored in the memory unit and converts it into column processing input information, and an adder that selectively outputs the conversion information output from the column processing input decoding unit An input selection unit, the log likelihood ratio information stored in the memory unit and the conversion information output from the adder input selection unit are input and added, and output to the memory unit as column processing output information A column processing circuit having an adder for
An error correction code decoding apparatus comprising:
前記メモリ部に格納される前記列処理情報を入力して絶対値に変換する絶対値計算部と、前記絶対値計算部から出力される絶対値情報を入力し、前記絶対値情報から最小値及び2番目に小さな値を求め、行処理情報として前記メモリ部に出力する最小値検索部と、前記メモリ部に格納される前記列処理情報を入力して各々の入力に対応した正負の符号を算出する正負符号計算部と、前記最小値検索部から出力される最小値に対応する入力を示す情報及び前記正負符号計算部から出力される算出情報を入力し、入力に対応する2bitのコードを生成し、行処理出力情報として前記メモリ部に出力する行処理出力符号化部とを有する行処理回路が並列配置された部分並列行処理回路部と、
前記メモリ部に格納される前記行処理情報を入力して列処理の入力情報に変換する列処理入力復号化部と、前記列処理入力復号化部から出力される変換情報を選択出力する加算器入力選択部と、前記メモリ部に格納される前記対数尤度比情報及び前記加算器入力選択部から出力される前記変換情報を入力して加算処理し、列処理出力情報として前記メモリ部に出力する加算器とを有する列処理回路が並列配置された部分並列列処理回路部と、
前記メモリ部に格納される前記対数尤度比情報及び前記メモリ部に格納される前記行処理情報を入力して推定語計算を行い、復号結果を一時推定語として算出し、推定語出力情報として前記メモリ部に出力する推定語計算回路が並列配置された部分並列推定語計算回路部と、
前記メモリ部に格納される前記推定語情報を入力し、正しく復号されたかどうかの判定を行うパリティ検査回路と、
を具備する対数ドメインMin−Sum復号法を用いた誤り訂正符号復号装置。 A memory unit for storing row processing information, column processing information, estimated word information, and log likelihood ratio information;
An absolute value calculation unit that inputs the column processing information stored in the memory unit and converts it into an absolute value, inputs absolute value information output from the absolute value calculation unit, and inputs the minimum value and the absolute value information from the absolute value information. Find the second smallest value and input the minimum value search unit to output to the memory unit as row processing information and the column processing information stored in the memory unit to calculate the positive and negative signs corresponding to each input A sign calculation unit that performs input, information indicating an input corresponding to the minimum value output from the minimum value search unit, and calculation information output from the sign calculation unit are input, and a 2-bit code corresponding to the input is generated. A partial parallel row processing circuit unit in which row processing circuits having a row processing output encoding unit that outputs to the memory unit as row processing output information are arranged in parallel;
A column processing input decoding unit that inputs the row processing information stored in the memory unit and converts it into column processing input information, and an adder that selectively outputs the conversion information output from the column processing input decoding unit An input selection unit, the log likelihood ratio information stored in the memory unit and the conversion information output from the adder input selection unit are input and added, and output to the memory unit as column processing output information A partial parallel column processing circuit unit in which column processing circuits having an adder are arranged in parallel;
The log likelihood ratio information stored in the memory unit and the row processing information stored in the memory unit are input to calculate an estimated word, a decoding result is calculated as a temporary estimated word, and as estimated word output information A partially parallel estimated word calculation circuit unit in which estimated word calculation circuits to be output to the memory unit are arranged in parallel;
A parity check circuit that inputs the estimated word information stored in the memory unit and determines whether or not it has been correctly decoded;
An error correction code decoding apparatus using a log domain Min-Sum decoding method.
前記メモリ部に格納される前記行処理情報を入力して列処理の入力情報に変換する列処理入力復号化部と、前記列処理入力復号化部から出力される変換情報を選択出力する加算器入力選択部と、前記メモリ部に格納される前記対数尤度比情報及び前記加算器入力選択部から出力される前記変換情報を入力して加算処理し、列処理出力情報として前記メモリ部に出力する加算器とを有する列処理回路が並列配置された部分並列列処理回路部と、
前記メモリ部に格納される前記対数尤度比情報及び前記メモリ部に格納される前記行処理情報を入力して推定語計算を行い、復号結果を一時推定語として算出し、推定語出力情報として前記メモリ部に出力する推定語計算回路が並列配置された部分並列推定語計算回路部と、
前記メモリ部に格納される前記推定語情報を入力し、正しく復号されたかどうかの判定を行うパリティ検査回路と、
を具備する対数ドメインMin−Sum復号法を用いた誤り訂正符号復号装置。 A memory unit that stores row processing information, column processing information, estimated word information, and log likelihood ratio information; and an absolute value calculation unit that inputs the column processing information stored in the memory unit and converts the column processing information into an absolute value; The absolute value information output from the absolute value calculation unit is input, and the memory unit uses, as row processing information, information indicating the minimum value, the second smallest value information, and the input corresponding to the minimum value from the absolute value information. A minimum value search unit that outputs to the memory, and the row processing that inputs the column processing information stored in the memory unit, calculates a positive / negative sign corresponding to each input, and outputs the calculated sign as row processing output information to the memory unit A partial parallel row processing circuit unit in which row processing circuits having an output encoding unit are arranged in parallel;
A column processing input decoding unit that inputs the row processing information stored in the memory unit and converts it into column processing input information, and an adder that selectively outputs the conversion information output from the column processing input decoding unit An input selection unit, the log likelihood ratio information stored in the memory unit and the conversion information output from the adder input selection unit are input and added, and output to the memory unit as column processing output information A partial parallel column processing circuit unit in which column processing circuits having an adder are arranged in parallel;
The log likelihood ratio information stored in the memory unit and the row processing information stored in the memory unit are input to calculate an estimated word, a decoding result is calculated as a temporary estimated word, and as estimated word output information A partially parallel estimated word calculation circuit unit in which estimated word calculation circuits to be output to the memory unit are arranged in parallel;
A parity check circuit that inputs the estimated word information stored in the memory unit and determines whether or not it has been correctly decoded;
An error correction code decoding apparatus using a log domain Min-Sum decoding method.
前記メモリ部に格納される行処理情報を列処理回路に入力し、前記列処理回路で前記行処理情報を列処理情報にデータ変換した後で列処理を行い、列処理出力情報として更新された事前値対数比情報を前記メモリ部に出力するステップと、
を具備することを特徴とする誤り訂正符号化装置を用いた復号方法。 The column processing information stored in the memory unit is input to the row processing circuit, the column processing information is calculated as two kinds of absolute values and 2-bit code information in the row processing circuit, and updated as row processing output information. Outputting value log ratio information to the memory unit;
The row processing information stored in the memory unit is input to the column processing circuit, the row processing information is converted into column processing information by the column processing circuit, the column processing is performed, and the column processing output information is updated. Outputting prior value log ratio information to the memory unit;
A decoding method using an error correction coding apparatus characterized by comprising:
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