CN1697329A - 解码ldpc码及在二分图两侧使用乘法或对数域的加法的图 - Google Patents

Abstract

将LDPC(低密度奇偶校验)解码和在二分图的两侧使用乘法(或者对数域加法)的图。阐述了将LDPC编码信号解码的新方法，通过该方法，可以仅仅使用乘法(或者对数域加法)更新边缘消息。通过在更新边缘消息时适当修改需要执行的不同计算，可以将计算减少到仅仅执行项函数的乘积。当在可操作性地将LDPC编码信号解码的通信设备内部用硬件实现这种功能性时，这种处理复杂性的降低也大大降低了实际硬件的复杂性。可以显著节约处理资源、存储器、存储器管理关系以及其它性能驱动参数。

Description

解码LDPC码及在二分图两侧使用乘法或对数域的加法的图

技术领域

本发明涉及通信系统，更具体地说，本发明涉及对这种通信系统内的信号的解码。

背景技术

数据通信系统已经持续发展了许多年。近来引起重要兴趣的这种类型的通信系统是采用Turbo的通信系统。另一种引起兴趣的通信系统是采用LDPC(Low Density Parity Check，低密度奇偶校验)码的通信系统。这些开发领域中的主要方针是降低通信系统内的差错基底。理想的目标是努力达到通信信道中的香农极限。可以将香农极限看成具有特定SNR(信号噪声比)的通信信道中使用的数据速率，该数据速率通过通信信道获得无差错传输。换言之，香农极限是给定调制及编码率的信道容量的理论界限。

LDPC码已经被证明可提供很好的解码性能，在一些情况下，该解码性能可以达到香农极限。例如，一些LDPC解码器已被证明来自理论香农极限的0.3dB(分贝)的范围内。虽然已经使用长度为1百万的不规则LDPC码获得了这种示例，然而，该示例示出了通信系统内LDPC码的很有前景的应用。

通过产生包括符号的信号来执行典型的LDPC编码调制信号的编码，每一个符号都具有公共编码率，并将每一个符号匹配到单一调制。也就是说，这种LDPC编码调制信号的所有符号具有相同的编码率及相同的调制(具有单一匹配的相同组)。经常地，实现这种现有技术编码设计以使特定设计的硬件和处理效率最大化，使用这种特定设计来为其中产生的所有符号产生LDPC编码调制信号，该信号具有单个编码率及单个调制。

关于这种LDPC编码调制信号的解码，最通常的是基于给定LDPC的二分图来执行解码，以使该二分图包括位节点和校验节点。与接收符号相关联的I、Q(同相、正交)值与符号节点相关联，并且该符号节点和对应的位节点相关联。然后为对应符号的各个比特计算位度量，并且将这些比特矩阵度量提供给给定LDPC码的二分图的位节点。在LDPC编码信号的反复解码期间，计算、适当更新并在位节点和校验节点之间来回地传送与边缘(例如边缘消息)对应的边缘信息，该边缘使位节点和校验节点互相连接。

执行这种LDPC编码信号的比特位解码的一种普遍方法是使用现有技术关于运用所谓和积算法(SPA)的图形码的后验概率(APP)解码方法。以下描述这种现有技术SPA编码方法。

[1]R.Gallager，低密度奇偶校验节点，Cambridge，MA：MIT Press，1963。

[2]M.Lugy，M.Mitzenmacher，A.Shokrollahi，D.Spielman以及V.Stemann，“实际损耗弹性码”IEEE Trans.Inform.Theory，第47卷，第569-584页，2001年2月。

[3]D.J.C MacKay，“基于非常稀少的度量的良好差错校验节点”，IEEETrans.Inform.Theory，第45卷，第399-431页，1999年3月。

[4]G.D.Forney，“图形编码：一般实现”，IEEE Trans.Inform.Theory，第47卷，第520-548页，2001年2月。

使用现有技术SPA方法将LDPC编码信号解码，使用从位节点获得的估计的和与积来估计校验节点。和与积项的结合是现有技术方法通常称为SPA方法(例如和与积)的原因。在这种将LDPC编码信号比特解码的最通常的现有技术SPA方法中，该方法通过计算LDPC图形码的APP来工作。这包括使用多个不同的项函数和(例如∑)，然后使用项函数的积(例如∏)将这些各个项函数和中的每一个相乘。在每一条边缘消息更新重复期间，执行项函数的和与执行项函数的积的结合在计算上是特别精确的。当实现这种方法来将LDPC编码信号解码时，就处理资源、存储器、存储器管理等方面而言，需要支持并执行这种项函数和与项函数积的结合的硬件是昂贵的。

在下文中，简要介绍将LDPC编码信号解码的这种SPA方法。

用metric_i(a)＝Pr(y_i|v_i＝a)定义位节点的度量。为了发起解码过程，定义

${\mathrm{bit}}_e^0\left(a\right)=\mathrm{metri}{c}_{b\left(e\right)}\left(a\right).$ 然后执行校验节点估计和位节点估计如下：

1.校验估计：对于每个边缘计算

${\mathrm{check}}_e^n\left(a\right)=\mathrm{Pr}(c_{c\left(e\right)}=0|v_{b\left(e\right)}=a,y)=\underset{u\∈U_e\left(a\right)}{\mathrm{\Σ}}\underset{\∫\∈E_c\left(c\left(e\right)\right)\backslash \left\{e\right\}}{\mathrm{\Π}}{\mathrm{bit}}_{e^{\′}}^{n-1}\left(u_{b\left(f\right)}\right);---\left(\mathrm{EQ}1\right)$

其中

$U_e\left(a\right)=\{u_t\∈\{\mathrm{0,1}\},(t,c\left(e\right)\∈E_c\left(e\right))\backslash \{e\left\}\right|\underset{t}{\mathrm{\Σ}}{u}_t=a\}.$

2.位估计：对于每个边缘e计算

${\mathrm{bit}}_e^n\left(a\right)=\mathrm{Pr}(v_{b\left(e\right)}=a|c_{c\left(e^{\′}\right)}=0,f\∈E_v\left(b\left(e\right)\right)\backslash \left\{e\right\},y)$

${\mathrm{bit}}_e^n\left(a\right)=\mathrm{metri}{c}_{b\left(e\right)}\left(a\right)\underset{f\∈E_v\left(b\left(e\right)\right)\backslash \{\backslash e\}}{\mathrm{\Π}}\mathrm{chec}{k}_f^n\left(a\right)---\left(\mathrm{EQ}2\right)$

第n个迭代上的估计如下：

$P^{\left(n\right)}(b_i=a|y)=\mathrm{metri}{c}_i\left(a\right)\underset{e\∈E_b\left(i\right)}{\mathrm{\Π}}\mathrm{chec}{k}_e^n\left(a\right).$

在通信系统的图形码的应用中，实际上经常在对数域(例如对数域)中实现解码操作。可以使用加法在对数域中实现乘法，并且可以使用减法在对数域中实现除法。因此，当使用SPA方法将LDPC编码信号解码时，必须执行若干值的和的对数。当在对数域中实现若干值的和的计算处理时，该计算处理可能显著增加硬件(采用该硬件实现执行上述SPA方法的解码器)的复杂性。

可明显地看出的，本技术中存在对于提供一种新的装置的需求，通过该装置，可以将计算不精确的LDPC编码信号解码。同样，可以潜在地用硬件更加简单地实现计算上不精确的方法。如果可以获得计算上不精确的方法，那么实现这种方法的设备可以提供许多可测操作参数的很大程度的节省，这些可测操作参数包括处理资源、存储器及存储器管理关系等。

发明内容

可以在任意数量的设备中获知本发明的各个方面，该设备以这样一种方式对LDPC(低密度奇偶校验)编码信号执行解码，即对关于LDPC二分图的两侧的边缘消息使用乘法(或对数域加法)执行更新。那就是说，可以利用仅仅使用乘法(或对数域加法)来更新关于校验节点的边缘消息和关于位节点的边缘消息。

例如，可以在解码器中获知本发明的诸方面，该解码器可以操作性地执行LDPC编码信号的解码。在一个实施例中，这样一种解码器包括m比特位符号度量计算机功能块、符号节点计算器功能块、位节点计算器功能块、校验节点运算符功能块。m比特位符号度量计算机功能块可以操作性地计算多个m比特位符号度量，该m比特位度量对应于LDPC编码信号(其中符号有m比特位)的符号。符号节点计算器功能块可以操作性地计算使用多个m比特位符号度量的多个位度量。位节点计算器功能块可以操作性地将关于使用多个m比特位符号度量的多个位节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息初始化。校验节点算符功能块可以通过计算项函数(其中诸项包含关于多个位节点的多条边缘消息内的每一条对应的边缘消息)的乘积操作性地计算关于多个校验节点的多条边缘消息内的每一条边缘消息。位节点计算器功能块可以操作性地更新在关于多个位节点的多条边缘消息内的每一条边缘消息，这多个位节点使用关于多个校验节点的多条计算的边缘消息中的每一条边缘消息。位节点计算器功能块和校验节点运算符功能块可共同操作性地执行迭代解码处理因而分别地更新关于多个位节点的多条边缘消息和关于多个校验节点的多条边缘消息。关于多个位节点的多条边缘消息和关于多个校验节点的多条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘将多个比特节点通信地连接到LDPC二分图内的多个校验节点，该LDPC二分图对应于LDPC码，通过该LDPC码产生LDPC编码信号。

在某些实施例中，单个功能块(诸如单个处理器或电路)可以操作性地执行必要的计算来执行关于位节点的边缘消息的更新；并且也可以操作性地执行必要的计算来执行关于校验节点边缘消息的更新。如在某些实施例中函数L所示出的，适当设计的函数的使用，允许相同的功能块用来执行为更新关于位节点和关于校验节点两者的边缘消息而作的计算。

在某些实施例中，当更新关于多个位节点的多条边缘消息时，位节点计算器功能块执行似然处理，并且，当更新关于多个校验节点的多条边缘消息时，校验节点算符功能块也执行似然处理。换句话说，当更新关于多个位节点的多条边缘消息时，位节点计算器功能块可以执行LR(似然比)处理。

位节点计算器功能块可以操作性地计算对应于m比特符号的软比特信息，该m比特符号使用关于多个位节点最近更新的多条边缘消息。在这些例子中，解码器也可以包含硬限制器，使用对应于m比特符号的软比特信息，由此作出m比特符号的最佳估计，并由此产生LDPC编码信号的代码字对应的最佳估计，该硬件限制器便可以操作性地作出m比特符号的硬判决。

解码器还包括伴随式计算器，其确定与LDPC码相关联的多个伴随式中的每一个伴随式是否实质上等于零，如在由位节点计算器功能块和校验节点算符功能块执行迭代解码处理的每一个迭代解码迭代期间按预定精确度规定的那样。在已知迭代解码迭代期间，当伴随式计算器确定与LDPC码相关联的多个伴随式中的每一个伴随式如预定精确度所规定的，实质上等于零时，则伴随式计算器确定已知的迭代解码迭代是最终迭代解码迭代。

正在更新的边缘消息可以有如下特征：关于多个位节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息对应于从仅仅一个校验节点通信地连接到多个位节点的多个边缘，并且关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息对应于从仅仅一个位节点通信地连接到多个校验节点的多个边缘。

在某些实施例中，使用此处提供的LDPC解码处理方法解码的LDPC编码信号是LDPC可变调制信号，该LDPC可变调制信号包括第一LDPC编码调制信号和第二LDPC编码调制信号。第一LDPC编码调制符号是根据第一调制编码的调制，第一调制包括第一组及对应的第一映射，并且第二LDPC编码调制符号是根据第二调制编码的调制，第二调制包含第二布局和对应的第二映射。另外，甚至在其他实施例中，第一调制和第二调制包含普通的布局形式，然而它们中的每一个均有不同的映射。

使用本LDPC解码处理方法解码的LDPC编码信号也可以是LDPC可变编码率信号，该LDPC可变编码率信号包含第一LDPC编码符号和第二LDPC编码符号。在这些例子中，第一LDPC编码符号是根据第一编码率编码的LDPC，而第二LDPC编码符号是根据第二编码率编码的LDPC。

根据本发明所建构的这种解码器可以在各种各样类型的通信设备之内加以实现。这些通信系统的某些例子包括任意一个卫星通信系统、HDTV(HighDefinition television，高清晰度电视)通信系统、点对点通信系统、单向通信系统、双向通信系统、一个对多个通信系统、光纤通信系统、WLAN(Wireless LocalArea Network，无线局域网络)通信系统和DSL(Digital Subscribe Line，数字用户专用线)通信系统属其他类型的通信系统之列。

本发明预想支持此处描述的功能性和处理的任何类型的通信设备。并且，可以同样执行各种类型的方法以支持此处描述的功能性而不脱离本发明的保护范围和精神。

发明内容

依照本发明的一个方面，所提供的解码器可以操作性地将LDPC(低密度奇偶校验)编码信号解码，解码器包括：

m比特符号度量计算器功能块，其可操作性计算对应于LDPC编码信号的多个m比特符号，其中该符号具有m比特；

符号码计算器功能块可以使用多个m比特符号度量来操作性地计算多个位度量；

位节点计算器功能块可以使用多个m比特符号度量操作性地将关于多个位节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息初始化；

校验节点算符功能块可以通过计算项函数(其中诸项包含关于多个位节点的多条边缘消息内的每一个对应的边缘消息)的乘积来操作性地计算关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息；

其中位节点计算器功能块可以使用关于多个校验节点的计算的多条边缘消息中的每一条边缘消息来操作性地更新关于多个位节点的多条边缘消息内的每一条边缘消息；

其中位节点计算器功能块和校验节点算符功能块可以共同操作性执行迭代解码处理因而分别地更新关于多个位节点的多条边缘消息和关于多个校验节点的多条边缘消息；并且

其中关于多个位节点的多条边缘消息和关于多个校验节点的多条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘将多个位节点通信地连接到在LDPC二分图内的多个校验节点，此LDPC二分图对应于LDPC码，通过LDPC码产生LDPC编码信号。

优选地：

当更新关于多个位节点的多条边缘消息时位节点计算器功能块可以操作性地执行似然处理；并且

当更新关于多个校验节点的多条边缘消息时校验节点算符功能块可以操作性地执行似然处理。

优选地：

当更新关于多个位节点的多条边缘消息时位节点计算器功能块可以操作性地执行LR(似然比)处理。

优选地：

位节点计算器可以使用关于多个位节点的最近更新的多条边缘消息来操作性地计算对应于m比特符号的软比特信息；并且进一步包括：

硬限制器，操作性地做出m比特符号的硬判决，该比特符号使用对应于m比特符号的软比特信息因而做出m比特符号的最佳估计并因而产生LDPC编码信号的代码字的对应最佳估计。

优选地，解码器还包括：

伴随式计算器，操作性地确定与LDPC码相关联的多个伴随式中的每一个伴随式是否实质上等于零，如在由位节点计算器功能块和校验节点算符功能块所执行的迭代解码处理的每一个迭代解码迭代期间由预定精确度所规定的那样；并且

在已知的迭代解码迭代期间，当伴随式计算器确定与LDPC码相关联的多个伴随式中的每一个伴随式，如由预定精确度所规定的那样是实质上等于零时，则伴随式计算器确定已知的迭代解码迭代是最终迭代解码迭代。

优选地：

关于多个位节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘从仅仅一个校验节点通信地连接到多个位节点。

优选地：

关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘从仅仅一位节点通信地连接到多个校验节点。

优选地，解码器还包括：

单个处理器，其操作性地执行校验节点算符功能块和位节点计算器功能块二者的功能性。

优选地：

关于多个位节点的多条边缘消息，在被单个处理器使用来执行校验节点算符功能块的功能性之前运用预定函数加以变换，以计算关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息；并且

在进行计算之后，关于多个校验节点的计算的多条边缘消息中的每一条边缘消息也运用预定函数加以变换。

优选地：

解码器在通信设备内加以实现；并且

该通信设备在卫星通信系统、HDTV(高清晰度电视)通信系统、蜂窝通信系统、微波通信系统、点对点通信系统、单向通信系统、双向通信系统、一个对多个通信系统、光纤通信系统、WLAN(无线局域网络)通信系统和DSL(数字用户专用线)通信系统中的至少一个通信系统之内得以实现，

依照本发明的一个方面，设想解码器可以操作性地将LDPC(低密度奇偶校验)编码信号解码，该解码器包括：

m比特符号度量计算机功能块操作性地计算多个m比特符号度量，这多个m比特符号度量对应于LDPC编码信号的符号，其中该符号具有m比特；

符号码计算器功能块可以使用多个m比特符号度量操作性地计算多个位度量；

位节点计算器功能块，在多个m比特符号度量业已按照预定映射加以映射之后，使用多个m比特符号度量，操作性地将关于多个位节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息初始化；

校验节点算符功能块，它可以通过计算项函数(其中诸项包括关于多个位节点的多条边缘消息内的每一个对应的边缘消息)的乘积，来操作性地计算关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息；

其中位节点计算器功能块可以使用关于多个校验节点的计算的多条边缘消息中的每一条边缘消息来操作性地更新关于多个位节点的多条边缘消息内的每一条边缘消息；

其中位节点计算器功能块和校验节点算符功能块共同地操作性执行迭代解码处理，因而分别地更新关于多个位节点的多条边缘消息以及关于多个校验节点的多条边缘消息；

其中位节点计算器功能块可以使用关于多个位节点的最近更新的多条边缘消息来操作性地计算对应于m比特符号的软比特信息；

硬限制器，使用对应于m比特符号的软比特信息，操作性地做出m比特符号的硬判决因而做出m比特符号的最佳估计并因而产生LDPC编码信号的代码字的对应最佳估计；

其中预定映射可以操作性地将多个校验节点中的任意校验节点的概率估计变换为仅是项函数(其中诸项包含对应于该校验节点的多个位节点概率估计)的乘积；

其中关于多个位节点的多条边缘消息和关于多个校验节点的多条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘将多个位节点通信地连接到LDPC二分图内的多个校验节点，该LDPC二分图对应于LDPC码，通过LDPC码产生该LDPC编码信号。

优选地，该解码器还包括：

单个处理器，其操作性地执行校验节点算符功能块和位节点计算器功能块二者的功能性。

优选地：

关于多个位节点的多条边缘消息，在被单个处理器使用来执行校验节点算符功能块的功能性之前运用预定函数加以变换，以计算关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息；并且

在进行计算之后，关于多个校验节点的计算的多条边缘消息中的每一条边缘消息也运用预定函数加以变换。

优选地：

当更新关于多个位节点的多条边缘消息时位节点计算器功能块可以操作性地执行似然处理；并且

当更新关于多个校验节点的多条边缘消息时校验节点算符功能块可以操作性地执行似然处理。

优选地：

当更新关于多个位节点的多条边缘消息时位节点计算器功能块可以操作性地执行LR(似然比)处理。

优选地，解码器还包括：

伴随式计算器操作性地确定与LDPC码相关联的多个伴随式中的每一个伴随式是否实质上等于零，如在由位节点计算器功能块和校验节点算符功能块所执行的迭代解码处理的每一个迭代解码迭代期间由预定精确度所规定的那样；并且

在已知的迭代解码迭代期间，当伴随式计算器确定与LDPC码相关联的多个伴随式中的每一个伴随式，如由预定精确度所规定的那样是实质上等于零时，则伴随式计算器确定已知的迭代解码迭代是最终迭代解码迭代。

优选地：

关于多个位节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘从仅仅一个校验节点通信地连接到多个位节点。

优选地：

关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘从仅仅一位节点通信地连接到多个校验节点。

优选地：

解码器在通信设备内加以实现；并且

该通信设备在卫星通信系统、HDTV(高清晰度电视)通信系统、蜂窝通信系统、微波通信系统、点对点通信系统、单向通信系统、双向通信系统、一个对多个通信系统、光纤通信系统、WLAN(无线局域网络)通信系统和DSL(数字用户专用线)通信系统中的至少一个通信系统之内得以实现，

依照本发明的一个方面，提供了无线通信设备，该设备包括：

无线电前端，它可以操作性地接收和过滤包含至少一信息比特的连续时间信号，该一信息比特已使用LDPC(低密度奇偶校验)编码加以编码；

ADC(模拟—数字转换器)操作性地从接受的和过滤的连续时间信号中采样因而产生离散的时间信号并从中提取I、Q(同相，正交)成分。

解调器操作性地接收I、Q成分，并且可以操作性地执行I、Q成分的符号映射因而产生离散取值的调制符号的序列；

LDPC解码器操作性地将离散取值调制符号的序列符号解码以做出其中包含的至少一个信息比特的最佳估计；

其中LDPC解码器包含m比特符号度量计算机功能块、符号码计算器功能块和校验节点算符功能块；

其中m比特符号度量计算机功能块可以操作性地计算多个m比特符号度量，其对应于LDPC编码信号的符号，其中该符号具有m比特；

其中符号码计算器功能块可以使用多个m比特符号度量来操作性地计算多个位度量；

其中位节点计算器功能块可以使用多个m比特符号度量操作性地将关于多个位节点的多条边缘消息的每一条边缘消息初始化；

其中校验节点算符功能块可以通过计算项函数(其中诸项包含关于多个位节点的多条边缘消息内的每一个对应的边缘消息)的乘积来操作性地计算关于多个校验节点的多条边缘消息的每一条边缘消息。

其中位节点计算器功能块可以使用关于多个校验节点的计算的多条边缘消息中的每一条边缘消息来操作性地更新在关于多个位节点的多条边缘消息内的每一条边缘消息。

其中位节点计算器功能块和校验节点算符功能块可以共同操作性地执行迭代解码处理，因而分别地更新关于多个位节点的多条边缘消息以及关于多个校验节点的多条边缘消息；并且

其中关于多个位节点的多条边缘消息和关于多个校验节点的多条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘将多个位节点通信地连接到在LDPC二分图内的多个校验节点，该LDPC二分图对应于LDPC码，通过LDPC码产生该LDPC编码信号。

优选地，设备还包括：

单个处理器，其操作性地执行校验节点算符功能块和位节点计算器功能块二者的功能性。

优选地：

关于多个位节点的多条边缘消息，在被单个处理器使用来执行校验节点算符功能块的功能性之前运用预定函数加以变换，以计算关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息；并且

在进行计算之后，关于多个校验节点的计算的多条边缘消息中的每一条边缘消息也运用预定函数加以变换。

优选地：

当更新关于多个位节点的多条边缘消息时位节点计算器功能块可以操作性地执行似然处理；并且

当更新关于多个校验节点的多条边缘消息时校验节点算符功能块可以操作性地执行似然处理。

优选地：

当更新关于多个位节点的多条边缘消息时位节点计算器功能块可以操作性地执行LR(似然比)处理。

优选地：

位节点计算器功能块可以使用关于多个位节点的最近更新的多条边缘消息操作性地计算对应于m比特符号的软比特信息；并且还包括：

硬限制器，其使用对应于m比特符号的软比特信息操作性地做出m比特符号的硬判决，因而做出m比特符号的最佳估计并因而产生LDPC编码信号的代码字的对应最佳估计。

优选地，该设备还包括：

伴随式计算器，操作性地确定与LDPC码相关联的多个伴随式中的每一个伴随式是否实质上等于零，如在由位节点计算器功能块和校验节点算符功能块所执行的迭代解码处理的每一个迭代解码迭代期间由预定精确度所规定的那样；并且

在已知的迭代解码迭代期间，当伴随式计算器确定与LDPC码相关联的多个伴随式中的每一个伴随式，如由预定精确度所规定的那样是实质上等于零时，则伴随式计算器确定已知的迭代解码迭代是最终迭代解码迭代。

优选地：

关于多个位节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘从仅仅一个校验节点通信地连接到多个位节点。

优选地：

关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘从仅仅一位节点通信地连接到多个校验节点。

依照本发明的一个方面，提供了用于将LDPC(低密度奇偶校验)编码信号解码的方法，该方法包括：

接收和过滤包含至少一个信息比特的连续时间信号，已采用LDPC编码将该信号比特编码；

将接收的和过滤的连续时间信号采样因而由此产生离散时间信号并提取I、Q(同相，正交)成分；

将I、Q成分解调和符号映射因而产生离散取值调制符号的序列；

计算对应于LDPC编码信号的符号的多个m比特符号度量，其中该符号具有m比特；

使用多个m比特符号度量计算多个位度量；

使用多个m比特符号度量将关于多个位节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息初始化；

通过计算项函数(其中诸项包括在关于多个位节点的多条边缘消息内的每一个对应边缘消息)的乘积计算关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息；

使用关于多个校验节点的计算的多条边缘消息中的每一条边缘消息更新关于多个位节点的多条边缘消息内的每一条边缘消息；

执行迭代解码处理，因而分别地，更新关于多个位节点的多条边缘消息和更新关于多个校验节点的多条边缘消息；

使用关于多个位节点的最近更新的多条边缘消息计算对应于m比特符号的软比特信息；

使用对应于m比特符号的软比特信息做出m比特符号的硬判决因而做出m比特符号的最佳估计，并由此产生LDPC编码信号的代码字的对应最佳估计；并且

其中关于多个位节点的多条边缘消息和关于多个校验节点的多条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘将多个位节点通信地连接到LDPC二分图内的多个校验节点，该LDPC二分图对应于LDPC码，通过该LDPC码产生LDPC编码信号。

优选地：

使用普通的多种计算将关于多个校验节点的多条边缘消息的每一条边缘消息的计算和关于多个位节点的多条边缘消息内的每一条边缘消息的更新，每一个都加以执行；并且还包括：

在计算关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息之前，使用预定函数变换多条边缘消息中的每一个初始化的每一条边缘消息；并且

在更新关于多个位节点的多条边缘消息内的每一条边缘消息之前，使用预定函数变换关于多个校验节点的多条边缘消息的每一条边缘消息。

优选地：

使用似然处理执行多个位节点的多条边缘消息更新；以及

使用似然处理执行多个校验节点的多条边缘消息更新。

优选地：

使用LR(似然比)处理执行多个位节点的多条边缘消息更新。

优选地：

确定与LDPC相关联的多个伴随式中的每一个伴随式是否实质上等于零，如在由位节点计算器功能块和校验节点算符功能块执行迭代解码处理的每一个迭代解码迭代期间按预定精确度规定的那样；并且

在已知的迭代解码迭代期间，当与LDPC码相关联的多个伴随式中的每一个伴随式，如由预定精确度所规定的那样是实质上等于零时，确定已知的迭代解码迭代是最终迭代解码迭代。

优选地：

关于多个位节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘从仅仅一个校验节点通信地连接到多个位节点。

优选地：

关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘从仅仅一位节点通信地连接到多个校验节点。

优选地：

该方法在一解码器内加以执行；

该解码器在通信设备内加以实现；并且

该通信设备在卫星通信系统、HDTV(高清晰度电视)通信系统、蜂窝通信系统、微波通信系统、点对点通信系统、单向通信系统、双向通信系统、一个对多个通信系统、光纤通信系统、WLAN(无线局域网络)通信系统和DSL(数字用户专用线)通信系统中的至少一个通信系统之内得以实现，

依照本发明的一个方面，所提供的解码器可以操作性地将LDPC(低密度奇偶校验)编码信号解码，解码器包括：

m比特符号度量计算机功能块，操作性地计算多个m比特符号度量，这多个m比特符号度量对应于LDPC编码信号的符号，其中符号具有m比特；

符号码计算器功能块，可以使用多个m比特符号度量操作性地计算多个位度量；

处理块，使用多个m比特符号度量操作性地将关于多个位节点的多条边缭消息中的每一条边缘消息初始化；

其中处理块可以操作性地执行校验节点处理，其包括通过计算项函数(其中诸项包括在关于多个位节点的多条边缘消息内的每一个对应边缘消息)的乘积计算关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息；

其中处理块可以使用关于多个校验节点的计算的多个边缘消息中的每一个边缘消息操作性地执行位节点处理，其包括更新在关于多个位节点的多条边缘消息之内的每一条边缘消息；

存储器，通信地连接到处理块；

其中处理块和存储器共同地操作，以执行迭代解码处理，因而分别地更新关于多个位节点的多条边缘消息和关于多个校验节点的多条边缘消息；并且

其中关于多个位节点的多条边缘消息和关于多个校验节点的多条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘将多个位节点通信地连接到在LDPC二分图内的多个校验节点，该LDPC二分图对应于LDPC码，通过LDPC码产生该LDPC编码信号。

优选地：

关于多个位节点的多条边缘消息，在被处理块使用来执行校验节点处理之前运用预定函数加以变换，以计算关于多个校验节点的多条边缘消息的每一条边缘消息；并且

在进行计算之后，关于多个校验节点的计算的多条边缘消息中的每一条边缘消息也运用预定函数加以变换。

优选地：

处理块当根据位节点处理关于多个位节点的多条边缘消息更新时操作性地执行似然处理；并且

处理块当根据校验节点处理关于多个校验节点的多条边缘消息更新时操作性地执行似然处理。

优选地：

处理块当根据位节点处理关于多个位节点的多条边缘消息更新时操作性地执行LR(似然比)处理。

优选地：

处理块可以使用关于多个位节点的最近更新的多个边缘消息操作性地计算对应于m比特符号的软比特信息；并且还包括：

硬限制器，使用对应于m比特符号的软比特信息操作性地做出m比特符号的硬判决因而做出m比特符号的最佳估计并因而产生LDPC编码信号的代码字的对应最佳估计。

优选地：

伴随式计算器，操作性地确定与LDPC码相关联的多个伴随式中的每一个伴随式是否实质上等于零，如在由位节点计算器功能块和校验节点算符功能块所执行的迭代解码处理的每一个迭代解码迭代期间由预定精确度所规定的那样；并且

在已知的迭代解码迭代期间，当与LDPC码相关联的多个伴随式中的每一个伴随式，如由预定精确度所规定的那样是实质上等于零时，确定已知的迭代解码迭代是最终迭代解码迭代。

优选地：

关于多个位节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘从仅仅一个校验节点通信地连接到多个位节点。

优选地：

关于多个校验节点的多条边缘消息中的每一条边缘消息对应于多个边缘，这多个边缘从仅仅一位节点通信地连接到多个校验节点。

优选地：

解码器在通信设备内加以实现；并且

该通信设备在卫星通信系统、HDTV(高清晰度电视)通信系统、蜂窝通信系统、微波通信系统、点对点通信系统、单向通信系统、双向通信系统、一个对多个通信系统、光纤通信系统、WLAN(无线局域网络)通信系统和DSL(数字用户专用线)通信系统中的至少一个通信系统之内得以实现。

附图说明

图1是按照本发明所建构的卫星通信系统的实施例的系统图。

图2是按照本发明所建构的HDTV(高清晰度电视)的实施例的系统图。

图3A和图3B是按照本发明所建构的单向蜂窝通信系统的实施例的系统图。

图4是按照本发明所建构的双向蜂窝通信系统的实施例的系统图。

图5是按照本发明所建构的单向微波通信系统的实施例的系统图。

图6是按照本发明所建构的双向微波通信系统的实施例的系统图。

图7是按照本发明所建构的单向点对点无线电通信系统的实施例的系统图。

图8是按照本发明所建构的双向点对点无线电通信系统的实施例系统图。

图9是按照本发明所建构的单向通信系统的实施例的系统图。

图10是按照本发明所建构的双向通信系统的实施例的系统图。

图11是按照本发明所建构的一对多通信系统的实施例的系统图。

图12是按照本发明而实现WLAN(无线局域网络)的实施例的图示。

图13是按照本发明而实现的DSL(数字用户专用线)通信系统的实施例的图示。

图14是按照本发明所建构的光纤通信系统的实施例的系统图。

图15是按照本发明所建造的卫星接收机STB(机顶盒)系统的实施例的系统图。

图16是根据本发明的某些方面示出包含多个基站和/或接入点、多个无线通信设备和网络硬件组件的通信系统的示意性框图。

图17是根据本发明的某些方面示出包含主机设备和相关联无线电设备的无线通信设备的示意性框图。

图18是按照本发明所建构的无线通信设备的可供选择的实施例的图示。

图19是LDPC(低密度奇偶校验)码二分图的实施例的图示。

图20是按照本发明使用位度量的LDPC(低密度奇偶校验)解码功能性的实施例的图示。

图21是按照本发明使用位度量的LDPC解码功能性的可供选择的实施例的图示(当执行n次迭代时)。

图22是按照本发明使用位度量(和位度量更新)的LDPC(低密度奇偶校验)解码功能性的可供选择的实施例的图示。

图23是按照本发明使用位度量(和位度量更新)的LDPC解码功能性的可供选择的实施例的图示(当执行n次迭代时)。

图24A是按照本发明使用位度量(就LDPC(低密度奇偶校验)码二分图示明)的位解码图示。

图24B按照本发明使用位度量更新(就LDPC(低密度奇偶校验)码二分图示明)的位解码图出。

图25是按照本发明的校验节点和位节点估计功能性(在校验节点侧运用似然解码)的实施例的图示。

图26是按照本发明示出LDPC解码功能性(在校验节点和位节点两者之上运用似然处理)的实施例的图示。

图27是按照本发明示出在对数域实现的LDPC解码功能性(在位节点上运用LR(似然比)处理)的实施例的图示。

图28是按照本发明示出校验节点和位节点估计功能性(运用LLR(对数似然比)处理)的实施例的图示。

图29是按照本发明示出LDPC解码功能性(运用LLR(对数似然比)处理)的实施例的图示。

图30是按照本发明示出校验节点运用函数L处理功能性(使用LDPC解码运用LLR处理示明)的实施例的图示。

图31A示出离散校验节点处理和位节点处理功能块的实施例。

图31B是按照本发明示出的单个功能块实施例的图示，该单个功能块可以操作性地执行校验节点处理和位节点处理二者的计算。

图32是按照本发明示出的单个功能块(例如处理器)的实施例的图示，该单个功能块(例如处理器)可以操作性地执行用于边缘消息初始化、校验节点处理和位节点处理的计算。

图33是按照本发明示出的用于在LDPC二分图的两侧上仅仅使用乘法(或对数域加法)将LDPC编码信号解码的方法的实施例的流程图。

图34是按照本发明示出的用于在LDPC二分图的两侧上仅仅使用乘法(或对数域加法)将LDPC编码信号解码的方法的可供选择的实施例的流程图。

具体实施方式

在对LDPC(低密度奇偶校验)编码信号执行解码的设备中，可以得知本发明的各种解码的特征，该设备运用与现有的技术方法(包括使用现有的技术SPA(和积算法)解码方法)相反的更简化的计算而可执行边缘消息更新(在迭代解码处理的范围内)。与比较麻烦和复杂的计算(该计算使用项函数许多不同的和(例如∑)然后乘以项函数的那些各自的和中的每一个，同时使用项函数的乘积(例如∏))截然不同，本发明的一个方面包括将此计算的复杂处理(即包含两个不同数量的项函数之和(即∑))和项函数之积(例如∏))进行简化而直到产生项函数的直接乘积(例如∏)。

例如，当根据按本发明执行的LDPC解码执行迭代解码处理时，可以由计算项函数的乘积执行关于校验节点的每一条边缘消息的更新使得该函数的项包含关于多个位节点的每一个对应边缘消息。那就是说，关于校验节点的每一条边缘消息的更新包含对关于多个位节点的对应边缘消息(例如对应于将感兴趣的校验节点通信地连接到对应的位节点)的项进行运算的项函数的直接乘积(例如∏)。那就是说，这个感兴趣的当前校验节点包含至少一个边缘，其从该校验节点通信地连接到至少一个位节点。对应于该校验节点的边缘消息的更新包含项函数的直接乘积(例如∏)，该项函数对相应于这些特殊位节点的对应边缘消息进行运算。这一新颖解码方法对于执行SPA解码方法而言是显著地区别于先前技术的方法，在SPA解码方法中，执行项函数多部求和(例如∑)而后执行那些项求和结果的项函数乘积(例如∏)的组合不需要在每一个解码迭代期间加以执行。这可以使计算复杂性得到显著的简化，也可提供被需要用于支持和执行这些麻烦计算的资源。

也注意到根据本发明加以执行的项函数任何乘积(例如∏)，当在对数域内执行时可以换成项函数求和(例如∑)而加以实现。本发明的各种实施例的任何一种可以在基于10进位域或对数域内加以实现而不脱离本发明的保护范围和精神。在某些例子中，当在对数域内执行时实现较易。当在对数域内执行迭代解码处理时，该计算同样也可以包含计算各种记号函数。例如，当在对数域(该处可以作为加法予以执行)执行计算时，也可以有必要只计算适当的对应记号函数。

如随后更详细地描述的，可以使用适当执行的映射使得仅仅使用用于校验节点的项函数的乘积(或等价量项函数的对数域和)可以执行边缘消息的更新(与现有技术的SPA处理相反)。由于消除这一首要需求，即执行项函数每一个不同的求和然后执行项函数那些不同求和的每一个结果的项函数乘积，当更新在LDPC编码信号的解码处理内使用的边缘消息时，就在处理中实现了明显的节省。

总地来说，本发明的各个方面可以在执行LDPC编码信号的解码的任何数量的设备中获知。有时，这些设备支持双向通信并且被实现来将LDPC编码信号执行编码兼解码。此外，在某些实施例中，可以通过将LDPC编码和调制编码组合以产生LDPC编码信号而执行编码。在本发明的一些例子中，LDPC编码与调制编码以产生可变调制信号的方式相组合，该可变调制信号的调制可以像在符号接符号基础上那样频繁地变化。那就是说，LDPC编码可变调制信号的布局和/或映射可以在如符号接符号的基础上频繁地变化。另外，编码信号的符号的编码率也可以像在符号接符号基础上那样频繁地变化。总之，符合这些编码方面产生的LDPC信号可以具有可变编码率和/或可变调制信号的特征。

将此处提供的LDPC编码信号解码的新颖方法，可以应用于这些各种各样类型的LDPC编码信号的任意一种(例如，直接的LDPC编码信号、LDPC编码调制信号、LDPC可变调制信号、LDPC可变编码率信号等等)上。需要用于执行LDPC编码信号的迭代解码处理的简化计算由本发明的各个方面将复杂性显著地降低。

各种通信设备和通信系统实施例随后加以描述，其中可以实现本发明的各种特征。总之，执行LDPC编码信号的编码和/或解码的任何通信设备可以从本发明获益；LDPC解码在LDPC二分图的两个边缘上执行仅仅使用乘法(或对数域加法)的边缘消息的更新。同样地，这一编码和/或解码也可以包含处理那些具有可变编码率和/或可变调制的LDPC编码信号以及那些包含LDPC编码和调制编码组合的LDPC编码信号。

图1是按照本发明所建构的卫星通信系统的实施例的系统图。卫星发射机通信地连接至碟形卫星天线，碟形卫星天线可以操作性地与卫星通信。卫星发射机也可以通信地连接至有线网络。这个有线网络可以包括含有互联网、专用网络、其他有线网络和/或WAN(宽域网)的任意数量网络。卫星发射机使用碟形卫星天线经由无线通信信道与卫星通信。卫星能够与一个或多个卫星接收机(每一个都具有碟形卫星天线)通信。每一个卫星接收机也可以通信地连接至显示器。

这里，发送至及来自卫星的通信可以共同地被视为无线通信信道，或者链接至及来自卫星的每一个通信链路可以被认为是两个有差别的无线通信信道。

例如，在一个实施例中，无线通信“信道”可以被视为不包含多重无线跳变。在其他多跳变实施例中，卫星接收从卫星发射机接收的信号(经由碟形卫星天线)，将其放大，并将其转发到卫星接收机(经由其碟形卫星天线)，该卫星接收机使用地面上的接收机，诸如地面上的卫星接收机、基于卫星的电话机和/或基于卫星的互联网接收机，连同其他接收机类型一道，也可加以实现。在卫星接收从卫星发射机经由其圆盘天线接收的信号的情形，将其放大，并将其转发，该卫星可视为一“发射机”，这是一个多跳变的实施例。另外，可以存在其他卫星，在与该卫星的合作中执行接收机和发射机两种操作。在此情形，经由无线通信信道的每一分支上下传输将会分别加以考虑。

在无论哪些实施例中，卫星与卫星接收机进行通信。卫星接收机可被视为在某些实施例中的移动单元(使用本地天线)；换言之，卫星接收机可以被视为卫星地面站，该卫星地面站可用类似方式通信地连接至有线网络，依此方式，卫星发射机也可通信地连接至有线网络。

卫星发射机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理而操作性地将信号编码(使用编码器)以利于产生信号，该信号被发射进入将卫星发射机和卫星接收机连接的通信信道内。卫星接收机在某种意义上根据功能性/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理而操作性地将从通信信道接收的信号解码(使用解码器)。该图示出了一个可以从中获知本发明各个方面中的一个或多个的实施例。

图2是按照本发明所建构的HDTV(高清晰度电视)的实施例的系统图。HDTV发射机通信地连接至发射塔。HDTV发射机，使用其发射塔，经由无线通信信道将信号传输到本地发射塔圆盘天线。本地发射塔圆盘天线可以经由同轴电缆连接至HDTV STB(机顶盒)接收机。该HDTV STB接收机包含接收已为本地发射塔圆盘天线接收的无线传输信号的功能性。此功能性可以包含任何变换和/或降频转换，可要求降频转换适应于任何升频转换，该升频转换可以在传输来自HDTV发射机及其对应的发射塔的信号之前或在传输此种信号期间加以执行，以将该信号转换成与通信信道(信号穿越它而传输)兼容的格式。例如，某些通信系统将信号逐步安排成为从基带信号到IF(中频)信号而加以传输的信号，然后在将信号发射进入通信信道之前到达载波频率信号。换言之，一些通信系统在发射信号进入通信信道之前直接执行从基带频率到载波频率的转换。在用于特殊实施例内无论哪一些情形，HDTV STB接收机可以操作性地执行任何降频转换，该降频转换对于将接收信号转换到基带信号可能是必需的，该基带信号对于解调和解码以从该处提取信息是适宜的。

HDTV STB接收机也通信地连接至HDTV显示器，该HDTV显示器能够显示由HDTV STB接收机及其本地发射塔圆盘天线接收的解调和解码的无线传输信号。HDTV STB接收机也可以操作性地同样处理和输出标准清晰度电视信号。例如，当HDTV显示器也可操作性地显示标准清晰度电视信号时，并且当某些视频/声频仅仅在标准清晰度格式中有效时，则HDTV STB接收机可以操作性地处理那些为HDTV显示器所使用的标准清晰度电视信号。

HDTV发射机(经由其发射塔)经由本实施例中的无线通信信道将信号直接传输到本地发射塔圆盘天线。在替换的实施例中，HDTV发射机可使用通信地连接至HDTV发射机的卫星地面站，首先接收来自卫星的信号，然后将此接收信号经由无线通信信道传输到本地发射塔圆盘天线。在此情况中，HDTV发射机像显示单元一样运作，以传送供HDTV STB接收机之用而被最终指定的卫星初始提供的信号。例如，另一个卫星地面站可以从另一位置首先传输信号到此卫星，并且此卫星可以将此信号显示给通信地连接至HDTV发射机的卫星地面站。在这样的情形中，HDTV发射机包含收发信机功能性使得其可以首先执行接收机功能性然后执行发射机功能性以将此接收信号传输到本地发射塔圆盘天线。

即使在其他实施例中，HDTV发射机也使用其卫星地面站经由无线通信信道与卫星通信。卫星能够与本地碟形卫星天线通信，本地碟形卫星天线经由同轴电缆通信地连接至HDTV STB接收机。这一传输路径还表明另一通信路径，该处HDTV STB接收机可以与HDTV发射机通信。

在无论哪些实施例中以及凭借无论哪些信号路径，HDTV发射机使用来与HDTV STB接收机通信，该HDTV STB接收机可以操作性地从HDTV发射机接收通信传输并适当地将它们解调及解码。

HDTV发射机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将信号编码(使用编码器)以利于产生信号，该信号被传输进入将HDTV发射机和HDTV STB接收机连接的通信信道内。HDTV STB接收机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将从通信信道接收的信号(使用解码器)解码。该图还表明另一个实施例，该处可以获知本发明的各个方面中的一个或多个方面。

图3A和图3B是按照本发明所建构的单向蜂窝通信系统的实施例的系统图。

参考图3A，移动发射机包含通信地连接至该处的本地天线。移动发射机可以是任意数量的发射机类型，包括单通路蜂窝电话、无线寻呼单元、具有传输功能性的移动计算机或任何其他类型的移动发射机。移动发射机使用本地天线，经由无线通信信道，传输信号到蜂窝发射塔。蜂窝发射塔通信地连接至基站接收机；接收塔可以操作性地从移动发射机的本地天线接收数据传输，该移动发射机已经由无线通信信道通信。蜂窝发射塔将接收的信号通信地连接至基站接收机。

移动发射机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将信息编码(使用编码器)以帮助产生信号，该信号被传输进入将移动发射机和基站接收机连接的通信信道内。基站接收机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将从通信信道接收的信号解码(使用解码器)。该图还表明另一实施例，在该处可以获知本发明的各个方面的一个或多个方面。

参考图3B，基站发射机包含通信地连接至该处的蜂窝发射塔。基站发射机，使用其蜂窝发射塔经由通信信道传输信号到移动接收机。移动接收机可以是任意数量的接收机类型，包含一个通路蜂窝电话、无线寻呼单元、具有接收机功能性的移动计算机或任何其他类型的移动接收机。移动接收机通信地连接至本地天线，本地天线可以操作性地从基站发射机的蜂窝发射塔接收数据传输，该基站发射机已经由无线通信信道通信。本地天线将接收信号通信地连接至移动接收机。

基站发射机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将信息编码(使用编码器)以利于产生信号，该信号被传输进入将基站发射机和移动接收机耦合的通信信道内。移动接收机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一个方面的处理操作性地将从通信信道接收的信号解码(使用解码器)。该图还表明另一实施例，在该处可以获知本发明的各个方面的一个或多个方面。

图4是按照本发明所建构的双向蜂窝通信系统的实施例的系统图，其中，经由无线通信信道通信可以到达和离开基站接收机并且到达和离开移动收发信机。

参考图4，基站收发信机通信地连接至该处的蜂窝发射塔。基站收发信机，使用其蜂窝发射塔，经由通信信道传输信号到移动收发信机。也可以执行反向通信操作。移动收发信机能够同样传输信号到基站接收机。移动收发信机可以是任意数量的收发信机类型，包括蜂窝电话、无线寻呼单元、具有收发信机功能性的移动计算机或任何其他类型的移动收发信机。移动收发信机通信地连接至本地天线；本地天线可以操作性地从基站收发信机的蜂窝发射塔接收数据传输，该基站收发信机已经由无线通信信道通信。本地天线将接收信号通信地连接至移动收发信机。

基站收发信机可以操作性地将被传输到移动收发信机的信号编码(使用其对应的编码器)。移动收发信机可以操作性地将传输的信号解码(使用其对应的解码器)。类似地，移动收发信机可以操作性地将被传输到基站收发信机的信息编码(使用其对应的编码器)；基站收发信机可以操作性地将传输的信号解码(使用对应的解码器)。

如同在使用编码器和解码器的其他实施例内一样，或是基站收发信机或是移动收发信机的编码器可在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理将信息编码(使用其对应的编码器)而加以实现，以利于产生信号，该信号被发射进入将基站接收机和移动收发信机连接的通信信道内。或是基站收发信机或是移动收发信机的解码器可在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理将传输信号解码(使用其对应的解码器)而加以实现，该图还表明另一个实施例，在该处可以获知本发明的各个方面的一个或多个方面。

图5是按照本发明所建构的单向微波通信系统的实施例的系统图。微波收发信机通信地连接至微波发射塔。微波发射机，使用其微波发射塔，经由无线通信信道传输信号给微波发射塔。微波接收机通信地连接至微波发射塔。微波发射塔能够接收来自已经由无线通信信道通信的微波发射塔的传输。

微波发射机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将从通信信道接受的信号编码(使用编码器)以利于产生信号，该信号被发射进入将微波发射机和微波接收机连接的通信信道内。微波接收机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将从通信信道接收的信号解码(使用解码器)。该图还表明另一个实施例，在其处可以获知本发明的各个方面的一个或多个方面。

图6是按照本发明所建构的双向微波通信系统的实施例的系统图。在图6中，第一微波收发信机通信地连接至第一微波发射塔。第一微波收发信机，使用第一微波发射塔(第一微波收发信机的微波发射塔)，经由无线通信信道传输信号给第二微波收发信机的第二微波发射塔。第二微波收发信机通信地连接至第二微波发射塔(第二微波收发信机的微波发射塔)。第二微波发射塔能够从第一微波发射塔接收传输，该第一微波发射塔业已经由无线通信信道通信。反向通信操作也可使用第一和第二微波收发信机加以执行。

每一个微波收发信机可以操作性地将被传输到其他微波收发信机的信息编码(使用其对应的编码器)。每一个微波收发信机可以操作性地将其接收的传输信号解码(使用其对应的解码器)。每一个微波收发信机包括编码器和解码器。

如同在使用编码器和解码器的其他实施例一样，诸微波收发信机中任何一个的编码器可以在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理将信息编码(使用其对应的编码器)而加以实现以利于产生信号，该信号被发射进入将诸微波接收机耦合的通信信道内。诸微波收发信机之一的解码器可以在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理将传输信号解码(使用其对应的解码器)而加以实现。该图还表明另一个实施例，在该处可以得知本发明的各个方面的一个或多个方面。

图7是按照本发明所建构的单向点对点无线电通信系统的实施例的系统图，此处通信经由无线通信信道从移动单元发射机被传送至移动单元接收机。

移动单元发射机包含通信地连接至该处的本地天线。移动单元发射机，使用其本地天线，经由无线通信信道传输信号至移动单元接收机的本地天线。

移动单元发射机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将信息编码(使用编码器)以利于产生信号，该信号被发射进入将移动单元发射机和移动单元接收机连接的通信信道内。该移动单元接收机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将从通信信道接收的信号解码(使用解码器)。该图还表明另一个实施例，在该处可以得知本发明各个方面的一个或多个方面。

图8是按照本发明所建构的双向点对点无线电通信系统的实施例系统图。第一移动单元收发信机通信地连接至第一本地天线。第一移动单元收发信机，使用第一本地天线(第一移动单元收发信机的本地天线)，经由无线通信信道传递信号到第二移动单元收发信机的第二本地天线。第二移动单元收发信机通信地连接至第二本地天线(第二移动单元收发信机的本地天线)。第二本地天线能够从第一本地天线接收传输，该第一本地天线已经由通信信道通信。使用第一和第二移动单元收发信机也可以执行反向通信操作。

每一个移动单元收发信机可以操作性地将被传输到其他移动单元收发信机的信息编码(使用对应的编码器)。每一个移动单元收发信机可以操作性地将其接收的传输信号解码(使用其对应的解码器)。每一个移动单元收发信机包括一编码器和一解码器。

如同在使用编码器和解码器的其他实施例一样，诸移动单元收发信机之一的编码器可以在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理将信息编码(使用其对应的编码器)而加以实现，以利于产生信号，该信号被发射进入将诸移动单元收发信机连接的通信信道内。诸移动单元收发信机之一的解码器可以在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些的处理将传输信号解码(使用其对应的解码器)而加以实现。该图还表明另一实施例，在该处可以获知本发明的各个方面的一个或多个方面。

图9是按照本发明所建构的单向通信系统的实施例的系统图。收发信机经由单向通信信道通信到接收机。单向通信信道可以是有线线路(或有线的)通信信道或无线通信信道而不脱离本发明的保护范围和精神。单向通信信道可赖以使用的线介质是可变的，包括同轴电缆、光纤电缆和铜电缆，属其他类型的“配线”之列。类似地，单向通信信道可在其中使用的无线方法是变化的，包含卫星通信、蜂窝通信、微波通信和无线电通信，属其他类型的无线通信之列。

发射机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将信息编码(使用编码器)以帮助产生信号，该信号被发射进入将发射机和接收机连接的通信信道之内。接收机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将从通信信道接收的信号解码(使用解码器)。该图还表明另一个实施例，在该处可以获知本发明的各个方面的一个或多个方面。

图10是按照本发明所建构的双向通信系统的实施例的系统图。第一收发信机经由双向通信信道通信地连接至第二收发信机。双向通信信道可以是有线线路(或有线的)通信信道或无线通信信道而不脱离本发明的保护范围和精神。双向通信信道可赖以使用的线介质是变化的，包括同轴电缆、光纤电缆和铜电缆，属其他类型的“配线”之列。类似地，双向通信信道可以在其内实现的无线方法是变化的，包括卫星通信、网路式通信、微波通信和无线电通信，属其他类型的无线通信之列。

每一个收发信机可以操作性地将被传输到其他收发信机的信息编码(使用对应的编码器)。每一个收发信机可以操作性地将它接收的传输信号解码(使用其对应的解码器)，每一个收发信机包括编码器和解码器。

如同在使用编码器和解码器的其他实施例一样，诸收发信机之一的编码器可以在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理将信息编码(使用其对应的编码器)而加以实现以利于产生信号，该信号被发射进入将诸收发信机连接的通信信道之内。诸收发信机之一的解码器可以在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理将传输信号解码(使用对应的解码器)而加以实现。该图还表明另一个实施例，在该处可以获知本发明的各个方面的一个或多个方面。

图11是按照本发明所建构的一对多通信系统的实施例的系统图。收发信机能够经由某些实施例中的无线电传送与许多接收机(表示为接收机1、2、...，n)经由单向通信信道通信。单向通信信道可以是有线线路(或有线的)通信信道或无线通信信道而不脱离本发明的保护范围和精神。通信信道可赖以实现的线介质是变化的，包括同轴电缆、光纤电缆、铜电缆，属其他类型的“配线”之列。类似地，通信信道可以在其内加以实现的无线方法是变化的，包括无线通信、蜂窝通信、微波通信和无线电通信，属其他类型的无线通信之列。

在一对多通信系统内使用的分布点以提供对接收机1、2、...，和n的适当通信。在某些实施例中，接收机1、2、...，和n每一个接收相同的通信，并且逐一地辨别全部通信中的哪一部分会供它们使用。

收发信机在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将信息编码(使用编码器)以利于产生信号，该信号被发射至将发射机和接收机1、2、...，n连接的通信信道之内。接收机1、2、...，和n的每一个在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将从通信信道接收的信号解码(使用对应的解码器)。该图还表明另一个实施例，在该处可以获知本发明的一个或多个方面。

图12是按照本发明而实现WLAN(无线局域网络)的实施例的图示。可将WLAN通信系统实现为包括许多经由WLAN全部操作性彼此通信的设备。例如，各种设备(每一个包含与WLAN连接的功能性)可以包含任意1个或多个便携式计算机、电视机、PC(个人计算机)、笔式计算机(在一些例子中其可被视为PDA(个人数字助理)、个人电子策划者或类似设备)、移动单元(其可被视为电话、寻呼机或其他一些移动WLAN操作性设备)和/或固定式单元(其可被视为典型地存在于WLAN之内一单独位置中)。可将各种WLAN交互性设备的任何一种的天线集成为对应设备而同样不脱离本发明的保护范围和精神。

这个可与WLAN相互配合的图示的设备组并不意味着是可与WLAN相互配合的设备的详尽清单，并且作为WLAN交互性设备示明的通用设备乃是包含功能性以便与WLAN本身和/或同WLAN相关联的其他设备相互配合的任意通信设备。同WLAN相关联的这些设备的任何一个可以一般视为WLAN交互性设备而不脱离本发明的保护范围和精神。这类设备的每一个以及WLAN交互性设备可以视为定位于WLAN的节点上。

也注意到WLAN本身也可以包含功能性使其能与其他网络同样连接。这些外部网络一般可称之为WAN(Wide Area Network，广域网)。例如，WLAN可以包含可供与互联网本身连接之用的互联网I/F(接口)。这个互联网I/F可以视为用于WLAN的基站，该WLAN使WLAN交互性设备的任何一个能接入互联网。

也注意到WLAN也可以包含功能性，除简化互联网之外允许与其他网络(例如其他WLAN)连接。例如，该WLAN可以包含微波发射塔I/F，该微波发射塔I/F可供连接微波发射塔之用因而允许与一个或多个微波网络通信。类似于以上描述的互联网I/F，微波发射塔I/F可视为用于WLAN的基站设备，该WLAN允许WLAN交互性设备的任何一个经由微波发射塔接入一个或多个微波网络。

并且，WLAN可以包含卫星地面站I/F，其可供连接卫星地面站之用因而允许与一个或多个卫星网络通信。卫星地面站I/F可被视为用于WLAN的基站设备，该WLAN允许WLAN交互性设备的任何一个经由卫星地面站I/F接入一个或多个卫星网络。

可以连接到WLAN的各种网络类型的这一有限清单也不意味着是详尽的，例如，任何其他网络可经由适当的I/F通信地连接至WLAN，该I/F包含用于WLAN交互性设备的任何一个接入其他网络的功能性。

在该实施例内描述的各种WLAN交互性设备的任何一个可以包含编码器和解码器使其能与其他WLAN交互性设备和/或WLAN双向通信。此外，如同在包含具有编码器和解码器的双向通信设备的其他实施例一样，这些各种各样WLAN交互性设备的任何一个中的编码器可以在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理将信号编码(使用其对应的编码器)而加以实现以利于产生信号，该信号被发射进入连接至另外的WLAN交互性设备的通信信道内。各个WLAN交互性设备中的任何一个的解码器可以在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理将信号解码(使用其对应的解码器)而加以实现，以利于产生信号，该信号被发射进入连接到另一个WLAN交互性设备的通信信道内。该图还表明另一个实施例，在该处可以获知本发明各个方面的一个或多个方面。

总之，任何一个WLAN交互性设备可具有IEEE(电气和电子学工程师协会)802.11操作性设备拥有的特征。例如，这样一个IEEE 802.11操作性设备可以是IEEE 802.11a操作性设备、IEEE 802.11b操作性设备或IEEE 802.11g操作性设备。有时，IEEE 802.11操作性设备是按照多于一个的标准(例如在一个例子中有IEEE 802.11a和IEEE 802.11g两者)操作性通信。IEEE 802.11g规范扩大用于在2.4GHz(吉赫兹)频带包传输的速率。其通过两个截然不同类型的许可包(也称为帧)共存于此频带中而得以实现。使用DSSS/CCK(具有补码键控的直接序列扩展频谱)的帧已被规定在2.4GHz以高达11Mbps(每秒兆比特)的速率传输，作为IEEE 802.11b标准的部分。IEEE 802.11a标准使用具有OFDM(正交频分复用)的不同帧格式以高达54Mbps的速率和在5GHz范围内的载波频率传输。IEEE 802.11g标准可供这样的OFDM帧用来与DSSS/CCK帧在2.4GHz共存。

图13是按照本发明而实现的DSL(数字用户专用线)通信系统的实施例的图示。DSL通信系统包含对互联网(或一些其他的WAN)的连接。在该图中，示明互联网本身，但也可以使用其他WAN而不脱离本发明的保护范围和精神。ISP(互联网业务提供商)操作性传递到达和来自互联网的数据。ISP通信地连接至CO(中心局)，该CO通常由电话服务公司运营，CO也可用于对一个或多个用户提供电话服务。然而，CO也可以实现为允许连接到达和来自一个或多个用户(其交互性设备被表明为用户设备)的互联网业务。这些用户设备可以是在一多品种范围设备内的任何设备，包括台式计算机、便携式计算机、服务器和/或手持设备而不脱离本发明的保护范围和精神。这些用户设备的任何一个可以同样是有线或无线类型的设备。每一种用户设备经由DSL调制解调器操作性地连接至CO。DSL调制解调器也可以通信地连接至众多用户接入点或网络中心使多于一个用户设备能接入互联网。

CO和各种DSL调制解调器也可以实现为包含编码器和解码器以允许在该处进行双向通信。例如，当传送到达和来自各种DSL调制解调器和ISP时，CO将数据编码和解码是可操作的。类似地，当传送到达和来自CO及其相应的一个或多个用户设备时，各种DSL调制解调器的每一个将数据编码和解码是可操作的。

如同在使用编码器和解码器的其他实施例一样，任何CO的编码器和各种DSL调制解调器可以在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理的信息编码(使用其对应的编码器)而加以实现以利于产生信号，该信号被发射进入将CO和各种DSL调制解调器连接的通信信道内。任何CO的解码器和各种DSL调制解调器可以在某种意义上根据功能性和/或本发明各个方面的至少一些方面的处理将传输信号解码(使用对应的解码器)而加以实现。该图还表明在该处可以获知本发明的各个方面的一个或多个方面。

图14是按照本发明所建构的光纤通信系统的实施例的系统图。光纤通信系统包含DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing，密集波分复用，在纤维光学通信的范围内)线路卡，该线路卡被置于线路侧和客户侧之间。DWDM是最近已获增长兴趣的技术。从技术和经济两种观点，潜在地提供没有限制的传输容量的能力是DWDM技术的最明显优点。在纤维光学基本设施内业已做出的现行投资不仅当使用DWDM时能够加以保持，而且其甚至可以由至少32的因子所优化。当要求变化时，可以添加更多容量，或者通过简单装置改良，或者通过增加在光纤电缆本身上的波长数量(λ)，而毋须昂贵的升级。用于装置的费用可以获得容量，并且现行的纤维工厂投资得以保留。从带宽观点来看，DWDM一些最使人信服的技术优点可以概括如下：

1.DWDM的透明度：因为DWDM是PHY(Physical Multiplexing layer，物理层)体系结构，其可以明显地支持TDM(Time Division Multiplexing，时分复用)和数据格式两个方面，数据格式比如是ATM(Asynchronous TransferMode，异步传送模式)、吉比特互联网、ESCON(Enterprise System Connection，企业系统连接和普通物理层上具有开接口的纤维信道)。

2.DWDM的可量测性：DWDM可以影响在许多大城市区域和企业网络中的暗光纤丰度以迅速适合在点对点链路上和在现有SONET/SDH(同步光学网络)/(同步数字体系)环路的跨距上对于容量的要求。

3.DWDM的动力学供应能力：网络连接的快速的、简单的和动力学的供应给提供者以按日而不是按月提供高带宽服务的能力。

光纤接口在每一个客户和DWDM线路卡的线路侧上加以使用。DWDM线路卡包含传送处理器，该传送处理器包含的功能性为支持DWDM长距离传送、DWDM地铁传送、下一代SONET/SDH复用器、数字交叉连接、光纤终端连接器和检验装置。在线路侧，DWDM线路卡包含发射机(其操作性执行用于连接到光学介质的电—光转换)和接收机(其操作性执行用于从光学介质进行连接的光—电转换)。在客户侧，DWDM线路卡包含10G串行模块，该模块与使用光纤接口的光纤通信系统的客户侧上的任何其他设备操作性通信。换一种说法，使用非光纤介质，包括铜电缆和/或一些其他类型的连接介质，可以实现连接。

DWDM线路卡的DWDM传送处理器包含解码器(用于将从线路侧和客户侧中的一处或两处接收的信号解码)和编码器(用于将传输到线路侧和客户侧中的一处或两处传输的信号编码)。

如同在使用编码器和解码器的其他实施例一样，编码器在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理将信息操作性编码，以利于传输信号，该信号被发射进入将DWDM线路卡加以耦合的通信信道内。解码器在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将从通信信道接收的信号解码。该图还表明另一个实施例，在该处可以获知本发明的各个方面的一个或多个方面。

图15是按照本发明所建造的卫星接收机STB(Set Top Box，机顶盒)系统的实施例的系统图。卫星接收机STB系统包括在整个数字体系结构中实现的改进的调制卫星接收机。并且，该改进的调制卫星接收机可以在一些实施例中在单个集成电路内加以实现。卫星接收机STB系统包括卫星调谐器，该卫星调谐器经由L带(例如在超高射频范围390-1550MHz(兆赫兹)之间的频率范围内)接收信号。卫星调谐器从接收自L带的信号提取I、Q(同相，正交)成分，并将它们提供给改进的调制卫星接收机。改进的调制卫星接收机包括解码器。

如同在使用解码器的其他实施例一样，该解码器在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理操作性地将从通信信道(新式调制卫星接收机与之耦合)接收的信号解码。该图还表明另一个实施例，在该处可以获知本发明的各个方面的一个或多个方面。

改进的调制卫星接收机可以实现为通信地连接至HDTV MPEG-2(Motion Picture Expert Group，level 2，运动图像专家组，第2层)、传输多路分配器、声频/视频解码器和显示引擎。新式调制卫星接收机和HDTV MPEG-2传输多路分配器、声频/视频解码器和显示引擎通信地连接至主机CPU(中央处理单元)。HDTV MPEG-2传输多路分配器、声频/视频解码器和显示引擎也通信地连接到存储器模块和条件存取功能模块。HDTV MPEG-2传输多路分配器、声频/视频解码器和显示引擎提供HD(高清晰度)视频和声频输出，这两种输出可以提供给HDTV显示器。

改进的调制卫星接收机可以作为支持解码器的单芯片数字卫星接收机而加以实现，该解码器在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理而操作。改进的调制卫星接收机同样操作性接收从包含解码器的发射机设备提供给它的通信。

图16是根据本发明的某些方面示出包含多个基站和/或接入点、多个无线通信设备和网络硬件组件的通信系统的示意性框图。无线通信设备可以是便携式主机计算机、PDA(个人数字助理)主机、PC(个人计算机)主机和/或蜂窝电话主机。这些无线通信设备的任何一个的细节随后参考图17更详细地加以描述。

BS(基站)或AP(接入点)经由各自的LAN(局域网)连接操作性连接至网络硬件。网络硬件，其可以是路由器、交换机、桥接器、调制解调器、系统控制器等等，为通信系统提供WAN(广域网)连接。每一个BS或AP具有相关联的天线或天线阵列以与无线通信设备在它们的区域内通信。一般地，无线通信设备用特殊的BS或AP注册以接收来自通信系统的业务。为了直接连接(即点对点通信)，无线通信设备经由指定的信道直接地通信。

一般而言，BS用于蜂窝电话系统和相似类型系统，而AP用于户内的或建筑物内的无线网络。与通信系统的具体类型无关，每一个无线通信设备包含内设的无线电设备，和/或被连接到无线电设备。无线电设备包含高线性放大器和/或可编程的多级放大器以增强性能、减少费用、减少尺寸和/或增强宽带应用。

图17是根据本发明的某些方面示出包含主机设备和相关联无线电设备的无线通信设备的示意性框图。就蜂窝电话主机而言，无线电设备是内设的组件。就PDA(个人数字助理)主机、便携式主机和/或个人计算机主机而言，无线电设备可以是内设的或外部耦合的组件。

如图所示，主机设备包含处理模块、存储器、无线接口、输入接口和输出接口。处理模块和存储器执行对应的指令，此类指令一般由主机设备完成。例如，就蜂窝电话主机设备而言，处理模块根据具体的蜂窝电话标准或协议执行对应的通信功能。

无线电接口允许数据从无线电设备接收和发送到无线电设备。对于从无线电设备接收的数据(例如频带内数据)，无线电接口提供数据给处理模块以用于进一步处理和/或路由到输出接口。输出接口提供连通性给输出显示设备诸如显示器、监控器、扬声器等等，使得接收数据可以被显示或被合适地利用。无线电接口也从处理模块提供数据给无线电设备。处理模块可以从输入设备诸如键盘、袖珍键盘、扩音器等等，经由输入接口接收出站数据或者产生数据本身。对于经由输入接口接收的数据，处理模块可以在数据上执行对应的主机功能和/或经由无线电接口将其路由到无线电设备。

无线电设备包含主机接口、数字接收机处理模块、ADC(模拟—数字转换器)、过滤/增益模块、IF(中频)混合降频转换级、接收机滤波器、LNA(低噪声放大器)、发射机/接收机交换机、本机振荡模块、存储器、数字发射机处理模块、DAC(数字—模拟变换器)、过滤/增益模块、IF混合升频转换级、PA(功率放大器)、发射机滤波器模块和天线。当发射和接收路径为Tx/Rx(发射/接收)交换器所控制时天线可以是为发射和接收路径共用的单个天线，或者可以包含发射路径和接收路径的独立天线。天线装置将依赖于天线通信设备所依从的具体标准。

数字接收机处理模块和数字发射机处理模块配合存储器中存储的操作性指令，分别执行数字接收机功能和数字发射机功能。数字接收机功能包括，但不局限于，数字IF(中频)—基带变换、解调、布局去映射、解码和/或解忧。数字发射机功能包括，但不局限于，扰码、编码、布局映射、调制和/或数字基带-IF变换。

类似于使用编码器和解码器(或执行编码和解码)的其他实施例，可为数字发射机处理模块执行的编码操作，可以在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理加以实现以利于产生信号，该信号被发射进入连接至无线通信设备的通信信道内。类似地，可以为数字发射机处理模块执行的诸操作的解码操作，可以在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理加以实现。例如，为数字发射机处理模块执行的编码操作可以使用LDPC编码(如本文中描述和提供的)而加以执行，并且可为数字接收机处理模块执行的解码操作可以使用与更新边缘消息同步的和并行的方法加以执行。

数字接收机和发射机处理模块可以使用共用的处理设备、单独的处理设备或许多的处理设备而加以实现。这样的处理设备可以是微处理器、微控制器、DSP(数字信号处理器)、微计算机、CPU(中央处理单元)、FPGA(现场可编程序的门阵列)、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路，和/或基于操作性指令控制信号(模拟和/或数字)的任何设备。存储器可以是单个存储器设备或多个存储设备。这样的存储设备可以是ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪速存储器、和/或存储数字信息的任何设备。注意到，当或是数字接收机处理模块或是数字发射机处理模块经由状态机、模拟电路、数字电路、和/或逻辑电路执行其一个或多个功能时，存储着对应的操作性指令的存储器同包含有状态机、模拟电路、数字电路、和/或逻辑电路的电路一道被嵌入下来。

在操作中，无线电设备从主机设备经由主机接口接收出站数据。主机接口将出站数据路由到数字发射机处理模块，该模块根据具体的无线通信标准(例如，IEEE 802.11、蓝牙等等)处理出站数据以产生数字传输格式化数据。数字传输格式化数据是数字基带信号或数字低IF信号，此处低IF一般应处在一百KHz(千赫兹)到几MHz(兆赫兹)的频率范围内。

DAC将数字传输格式化数据从数字领域变换到模拟领域。过滤/增益模块在将模拟信号提供给IF混频级之前过滤和/或调节模拟信号的增益。IF混频级将模拟基带或低IF信号变换成基于由本机振荡模块提供的发射机本机振荡的RF信号。PA放大RF信号以产生出站RF信号，该出站RF信号为发射机滤波模块所过滤。天线将出站RF信号传输给诸如基站、接入点和/或另一个无线通信设备这样的目标设备。

无线电设备也经由无线接收站RF信号，该信号由BS、AP或另一种无线通信设备所传输。天线经由Tx/Rx交换机将入站RF信号提供给接收机滤波模块，此处Rx滤波器带通将入站RF信号滤波。Rx滤波器将滤波的RF信号提供给LNA，LNA放大信号以产生放大的入站RF信号。LNA将放大的入站RF信号提供给IF混频模块，IF混频模块将放大的入站RF信号直接变换成入站低IF信号或基于由本机振荡模块提供的接收机本机振荡的基带信号。降频转换模块将入站低IF信号或基带信号提供给过滤/增益模块。过滤/增益模块将入站低IF信号或入站基带信号过滤和/或增益以产生过滤的入站信号。

ADC将过滤的入站记号从模拟领域变换到数字领域以产生数字接收格式化数据。换言之，ADC将进入的连续时间信号采样因而产生离散的时间信号(例如，数字接收格式化数据)。数字接收机处理模块根据被无线电设备实现的特定天线通信标准将数字接收格式化数据解码、解扰、去映射和/或解调以收回入站数据。主机接口将收回的入站数据经由无线电接口提供给主机设备。

作为本技术领域中的普通技术人员之一将会理解，图17的无线通信设备可以使用一个或多个集成电路而加以实现。例如，主机设备可以在一个集成电路上加以实现，数字接收机处理模块、数字发射机处理模块和存储器可以在第二集成电路上加以实现，无线电设备的剩余部件、较少的天线，可以在第三集成电路上加以实现。作为替换的例子，无线电设备可以在单个集成电路上加以实现。又作为另一个例子，主机设备的处理模块以及数字接收机和发射机处理模块可以是在单个集成电路上加以实现的普通处理设备。并且，主机设备和无线电设备的存储器也可以在单个集成电路上和/或在与主机设备的处理模块和无线电设备的接收机、发射机处理模块的共同通处理模块相同的集成电路上加以实现。

图18是按照本发明所建构的无线通信设备的可供选择的实施例的图示。无线通信设备的这一实施例包含有天线，该天线与任何一个或多个其他无线通信设备操作性通信。天线接口将从无线通信设备发射的信号或由无线通信设备接收的信号通信地连接到适当的路径(是发射路径或是接收路径)。

无线电设备前端包含有接收机功能性和发射机功能性。无线电设备前端通信地连接到模拟/数字变换功能块。无线电设备前端通信地连接到调制器/解调器。

沿着接收路径：

接收机前端的功能性包含LNA(低噪声放大器)/滤波器。在该接收机功能性中执行的过滤可以视为被限制在亦如以上描述的那种设备性能上的那种过滤。接收器前端的功能性执行可以需求的任何降频转换(另一方面其可以包含直接从接收的信号频率到基带信号频率的降频转换)。前端的一般操作可以被视为接收连续的时间信号，并且执行适当的过滤和为产生基带信号所必需的降频转换。无论使用哪一种降频转换方式，基带信号从接收机前端功能性输出并且被提供给ADC(模拟—数字变换)，该ADC将基带信号(其亦为连续的时间信号，尽管是在基带频率)采样并产生离散的时间信号基带信号(例如基带信号的数字格式)；ADC也将离散的时间信号基带信号的数字I、Q(同相，正交)成分采样和输出。

这些I、Q成分被提供给调制器/解调器(该处任何调制解码/符号映射在离散时间信号基带信号的I、Q成分所在处加以执行)的解码器部分。然后适当的I、Q成分被映射到适当的调制(该调制包含布局和对应的映射)。这些调制的例子可以包含BPSK(二进制相移键控)、QPSK(正交相移键控)、8PSK(八进制相移键控)、16QAM(十六进制正交振幅调制)以及甚至更高级调制类型。然后这些解调的符号被提供给信道编码器/解码器(该处作出在最初接收的连续时间信号内包含的信号比特的最佳估计)的解码器部分。

沿着发射路径：

当发射路径与接收路径相比较时，在发射路径中执行了几分相似又相反的处理。被发射的信息比特使用信道编码器/解码器加以编码。这些编码比特被提供给调制器/解调器(在该处可以按照感兴趣的调制执行调制编码/符号映射)的调制器。然后符号的这些现在I、Q成分传递到模拟/数字变换功能块的DAC(数字—模拟变换器)以将I、Q成分变换成连续时间发射信号(例如，模拟信号)。被发射的现在连续的时间发射信号然后被传递到发射驱动器，该发射驱动器执行任何为连续时间发射信号必需的升频转换/调制(例如放大和/或滤波)以将它适合于通信信道，在该通信信道上信号经由天线而被发射到另一个设备。

如同在使用编码器和解码器的其他实施例一样，该无线通信设备的编码器可以在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理而被实现为将信息编码以利于产生信号，该信号被发射进入连接到无线通信设备的通信信道内。无线通信设备的解码器可以在某种意义上根据功能性和/或本发明的各个方面的至少一些方面的处理而被实现为将接收的信号解码。该图还表明另一个实施例，在该处可以获知本发明的各个方面的一个或多个方面。

此外，以下几个附图描述了可用于实现本发明的各个方面的一些方面的具体实施例(更详细地)，这些方面包含仅仅在LDPC二分图的两侧上使用乘法(或对数域加法)执行边缘消息更新的LDPC解码。随后提供这各个方面的若干细节。最初，提供了LDPC码的一般描述。

图19是LDPC(低密度奇偶校验)码二分图的实施例的图示。LDPC码可以被视为具有二进制奇偶校验矩阵的代码使得几乎所有的矩阵元拥有零值(例如，二进制奇偶校验矩阵是稀疏的)。例如，·H＝(hi，j)M×N可被视为具有块长N的LDPC码的奇偶校验矩阵。

在奇偶校验矩阵的第i列中1列的数量可以表示为d_V(i)，在奇偶校验矩阵的第j行中1行的数量可以表示为d_C(j)。如果对所有i，d_V(i)＝dV并且对所有j，d_C(j)＝dc，则LDPC码称为(d_V，d_C)常规LDPC码，另外的LDPC码称为非常规LDPC码。

LDPC码由R.Gallager在[1]中引述以上内容以及由路吉(M.Lugy)及其他人在[2]中也引述以上内容加以介绍。

常规LDPC码可以由它的奇偶校验矩阵表示为二分图，矩阵中左侧节点表示码比特的变量，而右侧节点表示校验方程。由H规定的代码的二分图可由N个变量节点(例如N个位节点)和M个校验节点加以确定。N个变量节点的每一变量节点精确地具有d_V(i)边缘，它将该节点连接到一个或多个校验节点(在M个校验节点内)。这一d_V边缘数可以称之为变量度数i。类似地，M个校验节点的每一个校验节点精确地具有d_C(j)边缘，它将该节点连接到一个或多个变量节点。这一d_V边缘数可以称之为校验节点度数j。

在变量节点V_i(或位节点bi)与校验节点c_j之间的边缘可以由e＝(i，j)确定。可是，在另一方面，给出边缘e＝(i，j)，边缘的节点可以用另一种方式表示为e＝(v(e)，c(e))(或e＝(b(e)，c(e))。给出变量节点v_i(或位节点bi)，人们可以由E_V(i)＝{e|v(e)＝i}(或由Eb(i)＝{e|b(e)＝i})定义从节点vi发送的边缘组。给出校验节点c_j，人们可以由E_c(j)＝{e|c(e)＝j}定义从节点c_j发送的边缘组。接下去，导出的结果应是|E_V(i)|＝d_V(或|E_b(i)|＝db)和|E_c(j)|＝dc。

一般来说，二分图表示的任何代码可以有图码的特征。读者可参考以上背景技术，其描述了SPA方法，通过该方法LDPC编码信号按常规解码。

也注意到非常规LDPC码亦可用二分图加以描述。然而，在非常规LDPC码内的每一组节点的度数可以按照某种分布加以选择。因此，对于非常规LDPC码的两个不同的变量码，v_i1和v_i2，|E_V(i1)|可以不等于|E_V(i2)|。此关系对两个校验节点也成立。非常规LDPC码的慨念在路吉和他人文章[2]中引述以上内容最先予以介绍。

一般，用LDPC码的图，LDPC码的参数可以由分布度数加以定义，如路吉和他人在文章[2]中引述以上内容所描述以及在以下参考文献内所描述的那样，该参考文献是：

[5]T。J。Richarson和R.L.Vrbanke，“在消息传递解码过程中低密度奇偶校验节点的容量”)，IEEE Trans.Inform.Theory，Vol.47，pp599-618，Feb.2001。

这一分布可以描述如下：

令λi表示从度数为i的变量节点发出的边缘的份额，令ρ_i表示从度数为i的校验节点发出的边缘的份额。那么，度数分布对(λ，ρ_i)被定义如下：

$\mathrm{\λ}\left(x\right)=\underset{i=2}{\overset{M_v}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\λ}}_i{x}^{i-1}\mathrm{and\ρ}\left(x\right)=\underset{i=2}{\overset{M_c}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ρ}}_i{x}^{i-1}$

此处M_V和M_C分别表示变量节点和校验节点的最大度数。

在此处利用常规LDPC码例子描述许多解说性实施例的同时，注意到本发明也操作性容纳常规LDPC码和非常规LDPC码两者。

LDPC码的LLR(对数似然比)解码可以描述如下：当算出实际上传输1时，比特位于接收向量内的概率事实上具有数值1。类似地，当算出实际上传输0时，比特位于接收向量内的概率事实上具有数值0。使用LDPC码计算的这些概率是用来校验接收向量的奇偶。LLR是这两个计算的概率之比的对数。此LLR应给出在通信信道上信号被传输的程度的量度，所传输的信号可以不合要求地影响在向量内的比特位。

LDPC码的LLR解码可以在数学上描述如下：

开头有C＝{v|v＝(v₀，...，v_N-1)，v_HT＝0}，

是LDPC码并看作一接收向量，v＝(v₀，...，v_N-1)，

发出信号具有形式((-1)v₀，...，(-1)v_N-1)

那么信道的度量可以被定义为p(v_i|v_i＝0)，p(v_i|v_i＝1)，i＝0，...，N-1.

于是度量的LLR应定义如下：

$L_{\mathrm{metric}}\left(i\right)=\ln \frac{p\left(y_i\right|v_i=0)}{p\left(y_i\right|v_i=1)}$

对于每一个变量节点vi，它的LLR信息值因此定义如下：

$\ln \frac{p(v_i=0|y_i)}{p(v_i=1|y_i)}=L_{\mathrm{metric}}\left(i\right)+\ln \frac{p(v_i=0)}{p(v_i=1)}$

由于变量节点vi是用代码字，那么这些比率之值

$\ln \frac{p(v_i=0)}{p(v_i=1)}$

可以被下式代替：

$\ln \frac{p(v_i=0,v{H}^T=0|y)}{p(v_i=1,v{H}^T=0|y)}=\underset{(i,j)\∈E_v\left(i\right)}{\mathrm{\Σ}}\ln \frac{p(v_i=0,{{\mathrm{vh}}_j}^T=0|y)}{p(v_i=1,{{\mathrm{vh}}_j}^T=0|y)}$

此处Ev(i)  如上面所定义，是以v_i开始的一组边缘。

在此文中，当执行BP(信仰传播)解码方法时，则

$\ln \frac{p(v_i=0,v{h_j}^T=0|y)}{p(v_i=1,{{\mathrm{vh}}_j}^T=0|y)}$

之值可以代之以下面的关系式

$L_{\mathrm{check}}(i,j)=\ln \frac{p(\underset{e\∈E_c\left(j\right)\backslash \left\{(i,j)\right\}}{\mathrm{\Σ}}{v}_{v\left(e\right)}=0|y)}{p(\underset{e\∈E_c\left(j\right)\backslash \left\{(i,j)\right\}}{\mathrm{\Σ}}{v}_{v\left(e\right)}=1|y)}$

Lcheck(i，j)被称为关于边缘(i，j)的校验节点c_j的EXT(非固有的)信息。另外，注意到e∈Ec(j)\{(i，j)}表示从校验节点c_j发送的所有边缘，除了对于从校验节点c_j发送到变量节点v_i的边缘之外。非固有信息值可视为那些被计算来帮助在接收向量内产生实际比特值的最佳估计的数值。同样在BP方法中，关于边缘(i，j)的变量节点v_i的非固有信息于是可以定义如下：

$L_{\mathrm{var}}(i,j)=L_{\mathrm{metric}}\left(i\right)+\underset{(i,k)\∈E_v\left(i\right)\backslash \left\{(i,j)\right\}}{\mathrm{\Σ}}{L}_{\mathrm{check}}(i,k)$

从某些观点看，本发明也可以在通信系统内加以实现，该通信系统包含将调制编码与LDPC编码组合以产生LDPC编码调制信号。这些LDPC编码调制信号可以使得它们具有编码率和/或调制(布局和映射)，其变化如同在符号接符号基础上那样频繁。

图20是按照本发明使用位度量的LDPC(低密度奇偶校验)解码功能性的实施例的图示。为执行具有m个比特位信号序列的LDPC编码信号的解码，可以使用该图的功能性。在接收在符号节点的信号的I/Q(同相/正交)值之后，一m比特符号度量计算器功能块计算对应的符号度量。在符号节点，这些符号度量然后被传递到符号节点计算器功能块，该功能块使用这些接收的符号度量来计算对应于那些符号的位度量。这些位度量然后传递给连接到符号节点的位节点。

此后，在位节点上，位节点计算器功能块操作来计算对应的软比特消息。然后，根据迭代解码处理，位节点计算器功能块接收来自校验节点算符功能块的边缘消息并且更新带有从符号节点计算器功能块接收的位度量的边缘消息。这些边缘消息，在更新之后，接着被传递给校验算符功能块。

在校验节点上，校验节点算符功能块接着接收从位节点(从位节点计算器功能块)发送的这些边缘消息并相应地更新它们。这些更新的边缘消息然后被传递回到位节点(例如到位节点计算器功能块)，该位软信息使用位度量和边缘消息的当前迭代值加以计算。此后，使用刚刚计算的位软信息(示为软消息)，位节点计算器功能块更新边缘消息，该边缘消息使用边缘消息的现有值(来自刚刚在前的迭代)和刚刚计算的软消息。迭代处理在位节点和校验节点之间按照LDPC码二分图延续，该LDPC码二分图被用于将信号编码，而该信号正在被解码。

这些由位节点计算器功能块和校验节点算符功能块执行的迭代解码处理步骤，被重复一个预定的迭代数(例如，重复n次，此处n是可选择的)。换言之，将这些迭代解码处理步骤重复，直到LDPC码的伴随式全部等于零(在某种精确度内)。

在位节点计算器功能块内，在每一个解码迭代期间，产生软输出信息。在这一实施例中，这一软输出可以被提供给硬限制器，该处可以做出硬判决，并且该硬信息可以被提供给伴随式计算器以确定LDPC码的伴随式是否全部等于零(在某个精确度之内)。那就是说，伴随式计算器确定与LDPC码相关联的每一个伴随式是否实质上等于零，如某种预定精确度所规定的那样。例如，当伴随式有一数学上非零值，该非零值如由预定精确度所规定的，是小于某个阈值时，则该伴随式被认为是实质上等于零。当伴随式有一数学上非零值，该非零值如由预定精确度所规定的，是大于该阈值时，则伴随式被认为是实质上不等于零。当伴随式不是实质上等于零时，通过适当地更新和传递在位节点计算器功能块和校验节点算符功能块之间的边缘消息，迭代解码处理再次延续。

在所有这些迭代解码处理步骤已经执行之后，则在位软信息基础上比特的最佳估计得以输出，在这一实施例的方法中，通过符号节点计算器功能块计算的位度量数值是固定值，并被重复地使用于更新位节点数值中。

图21是按照本发明使用位度量的LDPC解码功能性的可供选择的实施例的图示(当执行n次迭代时)。该实施例示出当执行预定数量的解码迭代(示为n)时如何可以执行迭代解码处理。如果事先知道解码迭代的数量(如预定数量的解码迭代实施例中的)，那么位节点计算器功能块可使用其自身的位度量(而不是先前实施例和以上叙述中示出的位软信息)执行对应边缘消息的更新。可以在除了最终迭代解码迭代以外的所有迭代(例如，对于从1到n-1的迭代)中执行该处理。然而，在最终迭代期间，位节点计算器功能块计算位软信息(图示为软输出)。然后将软输出提供给硬限制器，在该硬限制器中硬判决可由比特构成。在本实施例中不需要计算伴随式，这是由于仅仅执行预定数量的解码迭代。

图22是按照本发明使用位度量(和位度量更新)的LDPC(低密度奇偶校验)解码功能性的可供选择的实施例的图示。为了执行具有m比特位信号序列的LDPC编码信号的解码，可以采用该图的功能性。在符号节点接收到信号的I、Q(同相、正交)之后，m比特符号度量计算机功能块计算对应的符号度量。然后在符号节点处将这些符号度量传送到符号节点计算器功能块，该符号节点计算器功能块使用这些接收的符号度量来计算对应于这些符号的位度量。然后将这些位度量传送到位节点，位节点连接到符号节点。在随后的解码迭代期间，符号节点计算器功能块也是可操作地执行位度量更新。

此后，位节点计算器功能块在位节点操作以计算该比特位的对应软消息。然后，按照迭代解码处理，位节点计算器功能块从校验节点算符功能块接收边缘消息并且使用从符号节点计算器功能块接收的位度量更新上述消息。在随后的迭代期间，可使用更新的位度量执行边缘消息的更新。在更新这些边缘消息之后，将这些边缘消息传送到校验节点算符功能块。

然后校验节点算符功能块在校验节点上接收从位节点(从位节点计算器功能块)发送的这些边缘消息并且相应地更新这些边缘消息。然后将这些更新的边缘消息传送回位节点(例如，传送到位节点计算器功能块)，在该位节点中，使用位度量和边缘消息的当前迭代值计算位软信息。其后，使用计算的位软信息(示为软消息)，位节点计算器功能块使用边缘消息)和计算的软消息的先前值(来自先前的迭代)更新上述边缘消息。同时，由于已经计算了计算的位软信息(示为软消息)，可将该信息传送回符号节点(例如，传送到符号节点计算器功能块)用于更新随后的解码迭代中所采用的位度量。迭代处理根据LDPC码二分图来在位节点和校验节点之间延续，采用LDPC码二分图以将解码信号编码(也通过在随后的解码迭代期间采用更新的位度量的方式)。

位节点计算器功能块和校验节点算符功能块执行的这些迭代解码处理步骤重复预定数量的迭代(例如重复n次，其中n是可选择的)。或者，重复迭代解码处理步骤直到LDPC码的伴随式等于零(处于某种程度的精确度内)。

在每个解码迭代期间，在位节点计算器功能块的内部产生软输出信息。在此实施例中，可将该软输出提供给作出硬判决的硬限制器，可将硬信息提供给伴随式计算器以便确定LDPC码的伴随式是否全部等于零(处于某种程度的精确度内)。当LDPC码的伴随式不等于零时，通过合适更新并传送位节点计算器功能块和校验节点算符功能块之间的边缘消息来再次延续迭代解码处理。

在执行了所有这些迭代解码处理步骤之后，则基于位软信息输出比特的最佳估计。在实施例的方法中，符号节点计算器功能块的位度量值是固定值并且重复用于更新位节点值。

图23是按照本发明使用位度量(和位度量更新)的LDPC解码功能性的可供选择的实施例的图示(当执行n次迭代时)。该实施例示出当执行(再次，当采用比特矩阵更新时)预定数量的解码迭代(图示为n)时如何执行迭代解码处理。如果事先知道解码迭代的数量(如在解码迭代实施例的预定数量中那样)，那么位节点计算器功能块可以使用位度量/更新位度量其自身(而不是先前实施例和以上叙述中所示的位软信息)来执行对应边缘消息的更新。可以在除最终解码迭代(例如从1到n-1的迭代)以外的所有迭代中执行该处理。然而，在最终迭代期间，位节点计算器功能块计算位软信息(图示为软输出)。然后将软输出提供给硬限制器，在该硬限制器中硬判决可由比特位构成。在本实施例中不需要计算伴随式，这是由于仅仅执行预定数量的解码迭代。

图24A是按照本发明使用位度量(就LDPC(低密度奇偶校验)码二分图示明)的位解码图示。一般而言，于符号节点上接收到信号的I、Q值以后，计算m比特位符号度量。然后，符号节点上的符号度量用于计算位度量。然后将位度量传送到位节点，该位节点连接到符号节点。在位节点上，计算位软信息，并且位软信息用于使用位度量更新从校验节点发送的边缘消息。然后将边缘消息传送到校验节点。在校验节点上，执行从位节点发送的边缘消息的更新，并且将这些值传送回位节点。

如以上关于对应的功能性实施例所述，在执行了所有的这些迭代解码处理步骤之后，然后基于位软信息输出比特位的最佳估计。在本实施例的方法中，符号节点计算器功能块计算的位度量值是固定值并且在更新位节点值的过程中得以重复使用。

图24B按照本发明使用位度量更新(就LDPC(低密度奇偶校验)码二分图示明)的位解码图出。关于执行位度量更新的LDPC码二分图，可以如下执行解码处理：

在符号节点上接收了信号的I、Q值以后，计算m比特位符号度量。然后，符号度量用于计算位度量。然后将这些值传送到位节点，位节点连接到符号节点。在位节点上，使用位度量更新从校验节点发送的边缘消息，将这些边缘消息传送到校验节点。此外，同时更新软位信息并将其传送回符号节点。在符号节点上，使用从位节点发送的软位信息更新位度量，并将这些值传送回变量节点。在校验节点上，更新从位节点发送的边缘信息，并将该信息传送回位节点。

同样如以上关于对应的功能性实施例所述。在执行了所有这些迭代解码处理步骤以后，那么基于位软信息输出比特的最佳估计。此外，该实施例中示出位度量值并不是固定的；更新这些位度量值用于随后的解码迭代中使用。这再次与上述实施例(其中对于所有解码迭代而言，仅仅计算位度量值一次并维持固定)相矛盾。

图25是按照本发明的校验节点和位节点估计功能性(在校验节点侧运用似然解码)的实施例的图示。该实施例示出当估计位节点并估计LDPC解码处理内的校验节点时所采用的功能性，根据本发明的似然解码采用LDPC解码处理。最初在下文中描述校验节点估计。

该描述以考虑校验节点i开始。从校验节点i到其对应的位节点的边缘组可表示为E_c(j)＝{(i_k，j)|k＝0，...，n-1}。所要表示的代码字可以表示为b＝(b₀，...，b_N-1)。然后，通过根据LDPC码定义奇偶校验，以下关系式是正确的：

$\underset{k=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{i_k}=0---\left(\mathrm{EQ}3\right)$

对于每个边缘e∈E_c(j)(为了方便起见，可以将其表示为e＝(i₀，j))，可以如下计算校验节点的估计：

$z_e=\mathrm{Pr}(\underset{k=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{i_k}=0|b_{i_o}=0)=\mathrm{Pr}(\underset{k=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{i_k}=0)---\left(\mathrm{EQ}4\right)$

记X_k＝Pr(b_ik＝0)。当n＝3时，不失一般性，令x＝x₁以及y＝x₂，那么

z_e＝xy+(1-x)(1-y)                          (EQ5)

从(EQ5)，可以看到z是变量x和y的“和积”。为了将“和积”计算变换为仅仅是“积”计算，可以采用以下映射：

F(x)＝2x-1                                 (EQ6)

用此适当定义映射，则(EQ5)变换到下式：

F(z)＝F(x)F(y)                            (EQ7)

为了验算(EQ7)，提供以下式子：

F(z)＝2xy+2(1-x)(1-y)-1＝4xy-2x-2y+1      (EQ8)

＝(2x-1)(2y-1)＝F(x)F(y)

一般而言，令e＝(i₁，j)，记 $z_{n-1}=\mathrm{Pr}(\underset{k\≠1,k=0}{\overset{n-2}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{\mathrm{ik}}=0),$ 那么

z_e＝z_n-1 ^x _n-1+(1-z_n-1)(1-x_n-1)  (EQ9)

因此，下式也是正确的。

$F\left(z_e\right)=F\left(z_{n-1}\right)F\left(x_{n-1}\right)=\underset{k\≠1}{\mathrm{\Π}}F\left(x_k\right)---\left(\mathrm{EQ}10\right)$

使用等式(EQ10)，校验节点的概率估计F(z_e)是其对应的位节点概率估计F(X_k)的项函数的乘积。这里消去了常规解码器(例如采用上述SPA方法的解码器)中的“和”部分。通过使用上述合适的映射，可以仅仅使用乘法(或对数域加法)执行计算，需要该计算执行边缘消息的更新。简而言之，可以仅仅将校验节点的估计的更新作为项函数的乘积来实现。在对数域中，可以将其作为使用项函数的和来实现。

现在在下文中结合图描述位节点。

现在考虑位节点i。从位节点到其对应的校验节点的边缘组可表示为E_b(i)＝{(i，j_k)，k＝0，...，m-1}。让S_j0，...，S_jm-1是对应于校验节点j₀，...，j_m-1的校验等式。令b＝(b₀，...，b_N-1)为代码字，那么以下的概率是正确的：

Pr(b_i＝0，b是代码字)＝Pr(b_i＝0，S_jk＝0，k＝0，...m-1)    (EQ11)

记T_k＝S_jk+b_i(其中+意指二进制加法)。在BP(信仰传播)解码方法中，以上的(EQ11)中提出的概率计算由以下计算所取代：

从接收信号计算位度量metric(i)。(EQ12)的第二部分是(EQ4)中定义的值ze的项函数的乘积，e∈E_b(i)。由于从校验节点传送F(z_e)的值(以上示出了其计算)，可以在位节点作出以下计算：

$x=\mathrm{metric}\left(i\right)\underset{e\∈E_b\left(i\right)}{\mathrm{\Π}}{z}_e=\mathrm{metric}\left(i\right)\underset{e\∈E_b\left(i\right)}{\mathrm{\Π}}\left(\frac{F\left(z_e\right)+1}{2}\right)---\left(\mathrm{EQ}13\right)$

然而，由于(EQ12)不是正好等于(EQ16)，得出以下关系式：

1-x≠Pr(b_i＝1，b is a codeword)               (EQ14)

为了在校验节点(以上结合图阐述了该节点)执行计算，需要将b_i＝0的概率传送到校验节点。以下给出产生这种信息的两种替代方法，它们是似然方法和似然比方法。

似然方法

使用

$y=(1-\mathrm{metric}\left(i\right))\underset{e\∈E_b\left(i\right)}{\mathrm{\Π}}(1-z_e)=(1-\mathrm{metric}\left(i\right))\underset{e\∈E_b\left(i\right)}{\mathrm{\Π}}\left(\frac{1-F\left(z_e\right)}{2}\right)---\left(\mathrm{EQ}15\right)$

估计Pr(b_i＝1，b是代码字)

然后标准化x和y以得到x/(x+y)，可将x/(x+y)看作是上面所述的校验节点估计中的Pr(b_i＝0)。

似然比方法

估计位节点上的概率比，即：

$r=\frac{1-\mathrm{metric}\left(i\right)}{\mathrm{metric}\left(i\right)}\underset{e\∈E_b\left(i\right)}{\mathrm{\Π}}\left(\frac{1-z_e}{z_e}\right)=\frac{1-\mathrm{metric}\left(i\right)}{\mathrm{metric}\left(i\right)}\underset{e\∈E_b\left(i\right)}{\mathrm{\Π}}\left(\frac{1-F\left(z_e\right)}{1+F\left(z_e\right)}\right)$

由于r是比值 $\frac{\mathrm{Pr}(b_i=1)}{\mathrm{Pr}(b_i=0)}$ 的估计，如果x＝Pr(b_i＝0)，以下关系式是正确的：

$F\left(x\right)=\frac{2\mathrm{Pr}(b_i=0)}{\mathrm{Pr}(b_i=1)+\mathrm{Pr}(b_i=0)}-1=\frac{\mathrm{Pr}(b_i=0)-\mathrm{Pr}(b_i=1)}{\mathrm{Pr}(b_i=1)+\mathrm{Pr}(b_i=0)}=\frac{1-r}{1+r}$

因此，将 $F\left(x\right)=\frac{1-r}{1+r}$ 传送到校验节点。

以下结合图26和图27阐述执行根据本发明的LDPC编码信号的解码处理的不同选择。对于以下结合图26和图27阐述的两种替代解码方法中的每一种而言，解码处理在接收向量上运算，将该向量表示为y＝(y₀，...y_n-1)。

图26是按照本发明示出LDPC解码功能性(在校验节点和位节点两者之上运用似然处理)的实施例的图示。可将该解码处理看作以4个单独的步骤执行。

步骤1.使用y并根据高斯分布来计算用于每个位置i＝0，...n-1的度量met_i(0)、met_i(1)。这些度量值met_i(0)、met_i(1)中的每一个对应于接收比特的假设值(1或0)。例如，meti(0)对应于0的值，meti(1)对应于1的值。一旦计算了这些度量值中的每一个，那么使该度量按如下方式标准化以产生标准化矩阵metric(i)：

$\mathrm{metric}\left(i\right)=\frac{{\mathrm{met}}_i\left(0\right)}{{\mathrm{met}}_i\left(0\right)+{\mathrm{met}}_i\left(1\right)}$

步骤2.对于每个边缘e而言，将关于位节点的边缘消息Medge_b(e)初始化。通过使用函数F(x)执行该初始化，以上更加详细地描述并在数学上如下示出该函数：

Medge_b(e)＝F(metric(b(e)))

步骤3.该步骤指出在本文中所述的迭代解码处理内部如何更新关于校验节点的边缘消息Medgec(e)。对于每个校验节点j而言，令E_c(j)为从校验节点j到其对应的位节点的所有边缘组。然后操作此步骤以仅仅使用项函数乘积(或者对数域项函数的和)更新关于校验节点的边缘消息Medge_c(e)。该乘积在关于位节点的边缘消息Medge_b(e)上运算。在第一解码迭代期间，关于校验节点的边缘消息Medge_c(e)的这种更新通过使用关于位节点的初始边缘消息Medge_b(e)运算，在上述步骤2中将该初始边缘消息初始化。其后，在随后的解码迭代期间，使用关于已经更新的位节点的随后的更新边缘消息Medge_b(e)执行该更新，如以下步骤4中更详细描述的。项函数的乘积用于使用关于位节点的边缘消息Medge_b(e)更新关于校验结点的边缘消息Medge_c(e)，如以下在数学上示出的。为每个e∈E_c(j)更新关于校验节点的每个消息Medge_c(e)如下：

${\mathrm{Medge}}_c\left(e\right)=\underset{f\∈E_c\left(j\right)\backslash \left\{e\right\}}{\mathrm{\Π}}{\mathrm{Medge}}_b\left(f\right)---\left(\mathrm{EQ}16\right)$

步骤4.该步骤指出在本文所述的迭代解码处理中如何更新关于位节点的边缘消息Medge_b(e)。对于每个位节点i而言，令E_b(i)为从位节点i连接到其对应的校验节点的所有边缘组。计算以下阈值函数：

$P_i\left(0\right)=\mathrm{metric}\left(i\right)\underset{e\∈E_b\left(i\right)}{\mathrm{\Π}}\left(\frac{{\mathrm{Medge}}_c\left(e\right)+1}{2}\right),$

以及

$P_i\left(1\right)=(1-\mathrm{metric}\left(i\right))\underset{e\∈E_b\left(i\right)}{\mathrm{\Π}}\left(\frac{1-\mathrm{Medg}{e}_c\left(e\right)}{2}\right)---\left(\mathrm{EQ}17\right)$

对于每个e∈E_b(i)而言，计算以下函数：

$q_0\left(e\right)=\frac{P_i\left(0\right)}{\left(\frac{{\mathrm{Medge}}_c\left(e\right)+1}{2}\right)},q_1\left(e\right)=\frac{P_i\left(0\right)}{\left(\frac{1-\mathrm{Medg}{e}_c\left(e\right)}{2}\right)}---\left(\mathrm{EQ}18\right)$

使用先前定义的函数F(x)更新关于位节点的边缘消息Medge_b(e)，如以下使用中间函数q₀(e)和q₁(e)所示出的。

${\mathrm{Medge}}_b\left(e\right)=F\left(\frac{q_0\left(e\right)}{q_0\left(e\right)+q_1\left(e\right)}\right)---\left(\mathrm{EQ}19\right)$

如果当前解码迭代是最后解码迭代(例如最终解码迭代)，那么通过输出与关于位节点的最近更新的边缘消息Medge_b(e)对应的软信息并在其上做出随后的硬判决来估计包含在最初接收向量y＝(y₀，y_n-1)中的至少一个信息比特。需要注意的是，接收向量y＝(y₀，y_n-1)是从通信设备所接收的接收连续时间信号中所提取的(在接受任何合适的处理(诸如滤波、采样、解调和符号映射等)之后)。如果事实上，当前解码迭代不是最后解码迭代，那么该解码功能性操作以返回到上述的步骤3。步骤3和步骤4可以继续交替操作以分别执行关于校验节点的更新边缘消息Medge_c(e)以及关于位节点的更新边缘消息Medge_b(e)的迭代解码处理。

在执行了最后解码迭代之后，并且当作出硬判决时，使用上述计算的以下阈值函数做出为相关比特输出的硬判决(例如最佳估计)：

比特的输出最佳估计为b_i＝0，如果P_i(0)≥P_i(1)；

比特的输出最佳估计为b_i＝1，其它情况。

可将这些先前计算的函数P_i(0)和P_i(1)看作是阈值，通过该阈值分别做出关于值为0和值为1的比特的最终硬判决。

还需要注意的是，在不脱离本发明的保护范围和精神的前提下，也可以在对数域中实现该图的解码功能性。以下描述当变换到对数域时的该步骤。为了根据本发明的这一特定方面在对数域中进行LDPC解码，需要计算ln(F(x))，其是F(x)的自然对数。由于变量x是概率，其范围是[0，1]。因此，函数F(x)的范围是[-1，1]。由于这点，迭代解码处理中涉及的计算需要处理负数的对数。可如以下所述处理该对数。

将符号函数定义如下：

$\mathrm{sign}\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}1x\&GreaterEqual;0\\ -1x<0\end{array}\right.---\left(\mathrm{EQ}20\right)$

根据自然对数ln的定义，如果x≠0，那么以下等式是正确的：

$\ln \left(x\right)=\frac{(\mathrm{sign}\left(x\right)-1)}{2}\mathrm{\&pi;i}+\ln \left(\right|x\left|\right)---\left(\mathrm{EQ}21\right)$

此外，也可以采用以下关系式：

那么，以下关系式也是正确的：

$\ln \left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{x}_i\right)=\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left(\frac{\mathrm{sign}\left(x_i\right)-1}{2}\right)\right)\mathrm{\&pi;i}+\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\ln \left(\right|x_i\left|\right).---\left(\mathrm{EQ}22\right)$

当实际实现如上所示(EQ22)的计算时，不同的分量可分为两个单独的部分，例如，可以计算的第一部分是符号部分，该符号部分是不同符号函数的项函数的和 可以计算的第二部分示为：

当实现对数域中的迭代解码处理内(例如执行根据本发明这些方面的该LDPC解码的实际通信设备中的硬件内)采用的这些计算时，也可将以上提供的(EQ16)分为两个单独的部分，即以下提供的A和B。也就是说，可以用以下两个部分取代以上所示的(EQ16)的整个计算：

$A=\underset{f\&Element;E_c\left(f\right)\backslash \left\{e\right\}}{\mathrm{\&Pi;}}\mathrm{sign}\left(\mathrm{Medg}{e}_b\left(f\right)\right),$

以及

$B=\underset{f\&Element;\mathrm{Ec}\left(j\right)\backslash \left\{e\right\}}{\mathrm{\&Sigma;}}\ln \left(\mathrm{Medg}{e}_b\left(f\right)\right).$

可以将A看成关于位节点的合适边缘消息Medge_b(e)的符号函数的项函数的乘积；可以将B看成关于位节点的合适边缘消息Medge_b(e)的自然对数函数的项函数的和。

因此，执行关于校验节点的边缘消息Medge_c(e)的更新的实际计算可以是这两个中间值A和B的非常直接的计算，如下所示：

Medge_c(e)＝Aecp(B)

由于函数F(x)的范围是[-1，1]， 的范围是[0，1]。这样可以在正值上执行以上示出的(EQ17-19)的对数变换。

可以通过在位节点上采用LR(似然比)处理来支持根据本发明的LDPC解码功能性的一种替代方法。

图27是按照本发明示出在对数域实现的LDPC解码功能性(在位节点上运用LR(似然比)处理)的实施例的图示。与上述的实施例有些类似的是，也可将本实施例的解码处理看作以4个单独的步骤执行。以下仅仅阐述对数域的形式，通过该形式可以实现解码的功能性。当然，在不脱离本发明保护范围和精神的前提下，也可以实现非对数域型式。

步骤1.计算LLR(对数似然比)矩阵，如下所示：

met(i)＝ln(metric_i(1)/metric_i(0))

使用接收向量y(例如，y＝(y₀，...y_n-1))并根据高斯分布执行每个位置i＝0，...n-1的met(i)值。

步骤2.对于每个边缘e而言，初始化关于位节点的对应边缘消息Medge_b(e)。此外，还初始化关于位节点的符号函数sign_b(e)。执行这些计算如下：

$\mathrm{Medg}{e}_b\left(e\right)=\ln \left|\frac{1-\exp \left(\mathrm{met}\left(i\right)\right)}{1+\exp \left(\mathrm{met}\left(i\right)\right)}\right|,{\mathrm{sign}}_b\left(e\right)=\mathrm{sign}\left(\mathrm{met}\left(i\right)\right).---\left(\mathrm{EQ}23\right)$

步骤3.对于通信连接到其对应位节点的每个校验节点j而言，Ec(j)是连接到该校验节点j的所有边缘组。对于每个e∈E_c(j)而言，解码处理通过更新关于位节点的边缘消息Medge_b(e)来操作。如下式所提供的来执行这些计算：

${\mathrm{Medge}}_c\left(e\right)=\underset{f\&Element;E_c\left(j\right)\backslash \left\{e\right\}}{\mathrm{\&Sigma;}}\mathrm{Medg}{e}_b\left(f\right),\mathrm{sig}{n}_c\left(e\right)=\underset{f\&Element;E_c\left(j\right)\backslash \left\{e\right\}}{\mathrm{\&Pi;}}{\mathrm{sign}}_b\left(f\right)---\left(\mathrm{EQ}24\right)$

步骤4.对于连接到对应校验节点的每个位节点i而言，E_b(i)是连接到该位节点i的所有边缘组。那么计算以下阈值函数：

$P\left(i\right)=\mathrm{sign}\left(\mathrm{met}\left(i\right)\right)\ln \left|\frac{1-\exp \left(\mathrm{met}\left(i\right)\right)}{1+\exp \left(\mathrm{met}\left(i\right)\right)}\right|+\underset{e\&Element;E_b\left(i\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}\mathrm{sig}{n}_c\left(e\right)\ln \left|\frac{1-\exp \left({\mathrm{Medge}}_c\left(e\right)\right)}{1+\exp \left(\mathrm{Medg}{e}_c\left(e\right)\right)}\right|---\left(\mathrm{EQ}25\right)$

对于每个e∈E_b(i)而言，计算以下函数：

$q\left(e\right)=P\left(i\right)-\mathrm{sig}{n}_c\left(e\right)\ln \left|\frac{1-\exp \left(\mathrm{Medg}{e}_c\left(e\right)\right)}{1+\exp \left(\mathrm{Medg}{e}_c\left(e\right)\right)}\right|---\left(\mathrm{EQ}26\right)$

使用中间函数q(e)更新关于位节点的边缘消息Medge_b(e)，计算如下：

${\mathrm{Medge}}_b\left(e\right)=\ln \left|\frac{1-\exp \left(q\left(e\right)\right)}{1+\exp \left(q\left(e\right)\right)}\right|,{\mathrm{sign}}_b\left(e\right)=-\mathrm{sign}\left(q\left(e\right)\right)$

如果当前解码迭代式是最后解码迭代，那么该解码功能性通过输出与关于位节点的最近更新的边缘消息Medge_b(e)对应的软信息操作并在其上做出随后的硬判决来估计包含在最初接收向量y＝(y₀，...y_n-1)中的至少一个信息比特位。需要注意的是，接收向量y＝(y₀，...y_n-1)是从通信设备所接收的接收连续时间信号中所提取的(在接受任何合适的处理(诸如滤波、采样、解调和符号映射等)之后)。如果事实上，当前解码迭代不是最后解码迭代，那么该解码功能性操作以返回到上述的步骤3。步骤3和步骤4可以继续交替操作以分别执行关于校验节点的更新边缘消息Medge_c(e)以及关于位节点的更新边缘消息Medge_b(e)的迭代解码处理。

在执行了最终解码迭代之后，并且当作出硬判决时，使用上述计算的以下阈值函数做出为相关比特位输出的硬判决(例如最佳估计)：

比特位的输出最佳估计为b_i＝0，如果P(i)≥0；

比特位的输出最佳估计为b_i＝1，其它情况。

可将这些先前计算的函数P(i)看作是阈值，通过该阈值分别做出关于值为0和值为1的比特位的最终硬判决。

图28是按照本发明示出校验节点和位节点估计功能性(运用LLR(对数似然比)处理)的实施例的图示。如上结合图25所述，该图示出了根据似然解码执行校验节点估计和位节点估计所处的方式，以及当在LR解码中采用的LDPC解码处理中估计位节点并估计校验节点时采用的功能性。以下最初描述校验节点估计。

当考虑校验节点i时提供以上描述，E_c(j)＝{(i_k，j|k＝0，...，n-1)}是将该校验节点I连接到其对应位节点的所有边缘组。提供作为b＝(b₀，...，b_N-1)解码的代码字。通过根据采用的LDPC码定义奇偶校验，以下关系式是正确的：

$\underset{k=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{b}_{i_k}=0---\left(\mathrm{EQ}27\right)$

对于每个边缘e∈E_c(j)而言(为了简便起见也可以表示为e＝(i₀，j))，那么计算以下概率函数

$d_e=\mathrm{Pr}(\underset{k=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{b}_{i_k}=0|b_{i_e}=0)=\mathrm{Pr}(\underset{k=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{b}_{i_k}=0)---\left(\mathrm{EQ}28\right)$

并且a_k＝Pr(b_ik＝0)。那么它们各自的比值提供如下：

$z_e=\frac{1-d_e}{d_e}\mathrm{and}{x}_k=\frac{1-a_k}{a_k}$

当n＝3时，不失一般性，让a＝a₁，b＝a₂，x＝x₁以及y＝x₂，那么

$z=\frac{(1-a)b+(1-b)a}{\mathrm{ab}+(1-a)(1-b)}=\frac{(1-a)/a+(1-b)/b}{1+(1-a)(1-b)/\left(\mathrm{ab}\right)}=\frac{x+y}{1+\mathrm{xy}}---\left(\mathrm{EQ}29\right)$

定义如下的映射F(x)：

$F\left(x\right)=\frac{1-x}{1+x},x\&NotEqual;1$

基于定义的映射F(x)，那么变量z的映射提供如下(其中用以上的x和y来定义z)：

$F\left(z\right)=\frac{1+\mathrm{xy}-x-y}{1+\mathrm{xy}+x+y}=\left(\frac{1-x}{x+1}\right)\left(\frac{1-y}{1+y}\right)=F\left(x\right)F\left(y\right)---\left(\mathrm{EQ}30\right)$

一般而言，令e＝(i₁，j)， $d_{n-1}=(\underset{k00,k\&NotEqual;1}{\overset{n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{b}_{\mathrm{ik}}=0),$ 并且

z_n-1＝(1-d_n-1)/d_n-1，那么以下关系式也是正确的：

$z_e=\frac{z_{n-1}+x_{n-1}}{z_{n-1}{x}_{n-1}+1}\mathrm{andF}\left(z_e\right)=F\left(z_{n-1}\right)F\left(x_{n-1}\right)=\underset{k\&NotEqual;1}{\mathrm{\&Pi;}}F\left(x_k\right)---\left(\mathrm{EQ}31\right)$

如可见到的，校验节点的估计，z_e化为(EQ31)内项函数的乘积。在由映射F(X)提供的计算复杂性中在简化上借位实现这一点。

在BP(信仰传播)解码方法中，比特I的LR(似然比)可以为它的对应校验节点Z_e(e∈E_b(i)的LR所计算。比特i的LR可以使用下面提供的项函数的乘积加以计算：

$x=\underset{e\&Element;E_b\left(i\right)}{\mathrm{\&Pi;}}{z}_e$

由于从校验节点传递的边缘消息是U_e＝F(Z_e)，并且由于以下关系式是正确的

$F\left(F\left(u\right)\right)=\frac{1-\frac{1-u}{1+u}}{1+\frac{1-u}{1+u}}=u---\left(\mathrm{EQ}32\right)$

那么，可以使用以下简化计算比特I的LR(其被表示为x)

$x=F\left(\underset{e\&Element;E_b\left(i\right)}{\mathrm{\&Pi;}}{u}_e\right)=\underset{e\&Element;E_b\left(i\right)}{\mathrm{\&Pi;}}F\left(u_e\right).---\left(\mathrm{EQ}33\right)$

再者，比特I的LR可以使用项函数的乘积加以计算，该项函数也是映射的函数，F(x)。

图29是按照本发明示出LDPC解码功能性(运用LLR(对数似然比)处理)的实施例的图示。再者，稍稍类似于以上描述的其他解码实施例，这一特殊实施例的解码处理也可以视为在第4单独的步骤中加以执行。也好在以上描述的特殊实施例之一那样，解码功能性可赖以实现的对数域型式在下面提供。当然，非对数域型式也可加以实现而不脱离本发明的保护范围和精神。

为执行在对数域内涉及这一实施例的计算，再一次需要容纳负值对数，如同在另一实施例内在上面也讨论过的那样。

在下列描述中，仅仅提供LLR(对数似然比)解码方法。LR(似然比)解码方法可以如根据该图以及图27的相伴说明所描述的那样，类似地加以使用。

在更详细地提供对应于此实施例的解码方法之前，定义一新函数L。新函数L，是关于位节点边缘消息的函数，将该新函数L表示如下：

$L\left(x\right)=\ln \left|\frac{1-\exp \left(x\right)}{1+\exp \left(x\right)}\right|---\left(\mathrm{EQ}34\right)$

在一硬件装置内(例如，在按照本方法执行解码的实际通信设备内)，该函数L，可以由LUT(检索表)加以实现。该LUT可以使用包含ROM(只读存储器)和/或各种其他类型的存储器的各种装置中的任何一种装置加以实现。

并且，下述的中间变量A和B，被定义如下：

A＝sign(F(x))，and B＝ln|F(x)|

用这些中间变量A和B，映射F(x)可以计算如下：

F(x)＝Aexp(B)

因此，中间变量B有以下范围B＜0，因而，下列关系亦属正确：

$\ln \left(F\left(F\left(x\right)\right)\right)=\ln \left|\frac{1-\mathrm{Aexp}\left(B\right)}{1+\mathrm{Aexp}\left(B\right)}\right|=A\&times;L\left(B\right)=\mathrm{sign}\left(F\left(x\right)\right)\&times;L\left(\ln \right|F\left(x\right)\left|\right)---\left(\mathrm{EQ}35\right)$

LLR(对数似然比)解码方法在下面根据本图提供。再者，像在其他实施例内一样，解码处理可被视为在第4个单独的步骤中加以执行。也像在以上描述的其他实施例内一样，此实施例的解码处理在一接收向量上操作(例如，此处v＝(v₀，...v_n-1)是接收向量)。

步骤1.LLR度量使用接收向量并且按照高斯分布对每一位置i＝0，...n-1加以计算，例如，该量度可以计算如下：

$\mathrm{metric}\left(i\right)=\log \frac{p\left(y_i\right|b_i=1)}{p\left(y_i\right|b_i=0)}=\frac{2}{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{y}_i---\left(\mathrm{EQ}36\right)$

步骤2.对于每一个边缘e，关于位节点的边缘消息

使用以上计算的度量初始化如下：

Medge_b(e)＝metric(b(e))

步骤3.对于每一个校验节点j，E_c(j)是从校验节点j连接到其对应位节点的所有边缘的组合。以下的中间变量A和B，计算如下：

$A=\underset{e\&Element;E_c\left(j\right)}{\mathrm{\&Pi;}}\mathrm{sign}\left(\mathrm{Medg}{e}_b\left(e\right)\right),\mathrm{andB}=\underset{e\&Element;E_c\left(j\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}L\left({\mathrm{Medge}}_b\left(e\right)\right)$

关于校验节点的边缘消息Medgec(e)，对每一e∈Ec(j)，

被更新如下：

Medge_c(e)＝A×sign(Medge_b(e))×L(B-L(Medge_b(e)))     (EQ37)

步骤4.对每一位节点，令E_b(i)为从该位节点I连接到其对应校验节点的所有边缘的组合。LLR，r_i的估计和位节点i的APP(后验概率)可以计算如下：

$r_i=\mathrm{metric}\left(i\right)+\underset{e\&Element;E_b\left(i\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}\mathrm{Medg}{e}_c\left(e\right)---\left(\mathrm{EQ}38\right)$

LLR，r_i的估计，可以被视为由代码字的单独比特的随后硬判决的阈值函数。

关于位节点的边缘消息，Medge_b(e)，使用LLR，r的估计值，对每一e∈E_b(i)加以更新，如下：

Medge_b(e)＝r_i-Medge_c(e)                             (EQ39)

如果当前的解码迭代是最后解码迭代，那么这一解码功能性的操作，是通过输出对应于关于位节点的最近更新的边缘消息Medge_b(e)的软信息以及做出随后的硬判决而执行，从而做出在最初接收向量y＝(y₀，...y_n-1)内包含的至少一个信息比特的最佳估计。再者，如同在此处描述的其他实施例内一样注意到接收向量y＝(y₀，...y_n-1)从被通信设备接收的接收连续时间信号加以提取(在经历诸如滤波、采样、解调和符号映射等等任何适当预处理之后)。如果当前的解码迭代事实上不是最后解码迭代，那么这一解码功能性操作以返回上面指出的步骤3。步骤3和步骤4可以继续交替地操作性地执行迭代解码处理。分别地更新关于校验节点的边缘消息Medge_c(e)，和更新关于位节点的边缘消息Medge_b(e)。

在已执行最后解码迭代之后，并且做出硬判决时，使用上面计算的阈值函数做出为相关比特位而加以输出的硬判决(例如最佳估计)如下：

比特位输出最佳估计为b_i＝1，若r_i≥0

比特位输出最佳估计为b_i＝0，其他。

这个较容易算出的LLR估计值r_i，可以视为一阈值，根据比特分别为0值和1值，最终硬判决赖以做出。

图30是按照本发明示出校验节点运用函数L处理功能性(使用LDPC解码运用LLR处理示明)的实施例的图示。根据在前的附图内所示出并描述的校验节点处理功能块可以参照此附图。函数L，运算来变换关于位节点的进入边缘消息Medge_b(e)，使得执行关于校验节点边缘消息Medge_c(e)的更新的计算是必要的，Medge_c(e)可以仅仅使用项函数的乘积而加以执行。换言之，该函数L，运算来变换关于位节点的进入边缘消息Medge_b(e)，使得执行关于校验节点边缘消息Medge_c(e)的更新的计算是必要的，Medge_c(e)，当在对数域内加以实现时，可以仅仅使用项函数之和加以执行。

在关于位节点的边缘消息Medge_b(e)，已使用函数L加以变换后，关于校验节点的边缘消息Medge_c(e)，在校验节点处理功能块内使用适当变换的关于位节点边缘消息Medge_b(e)加以更新。关于校验节点边缘消息Medge_c(e)的这一更新，现在可以仅仅使用项函数的乘积加以执行。换言之，关于校验节点边缘消息Medge_c(e)的这一更新，当在对数域中实现时，现在可以仅仅使用项函数之和而加以执行。

在关于校验节点的边缘消息Medge_b(e)已被更新之后，接着关于校验节点的现在更新的边缘消息Medge_c(e)，再次通过函数L被传递；注意到函数L和L的倒数是相同的函数，例如L＝L^-1(如从以上描述也可看到的)。因此，用于实现函数L的功能块部分也可以再次被使用(当执行L^-1运算时)以变换至仅仅允许使用项函数乘积(或者当在对数域内实现时，仅仅是项函数的和)的区域以及从该区域变换。

也注意到函数L的功能性，可以在校验节点处理功能块内部或校验节点处理功能块的外部加以实现。那就是说，当实现一设备以执行在本实施例内描述的功能性时，函数L，可以在执行校验节点处理的处理器和/或电路内加以实现。换言之，函数L，可以使用不同的电路部分加以实现，该电路部分对校验节点处理功能块而言是外部的。在无论哪一些实施例中，函数L，在校验节点处理功能块内，当更新关于校验节点的消息Medge_c(e)时，使项函数乘积(或在对数域内项函数之和)的使用成为可能。

图31A示出离散校验节点处理和位节点处理功能块的实施例。在典型实施例中，要求单独的电路部分分别执行关于校验节点边缘消息Medge_c(e)的更新，以及关于位节点边缘消息Medge_b(e)的更新。更具体地，在大多数现有的技术方法中，单个电路部分，或位节点处理器的使用，操作来执行关于位节点边缘消息Medge_b(e)的更新。类似地，单个电路部分，或校验节点处理器的使用，操作来执行关于校验节点边缘消息Medge_c(e)的更新。这些单个电路，或者位节点处理器和校验节点处理器的每一个，一般通信地连接到存储器部分以帮助边缘消息的存储器管理，该边缘消息在这两个单独的电路部分，或是位节点处理器和校验节点处理器的每一个之间被传递回来或向前传递。

图31B是按照本发明示出的单个功能块实施例的图示，该单个功能块可以操作性地执行校验节点处理和位节点处理二者的计算。新函数L的使用，允许用于单个电路部分，或处理器的使用，以执行为位节点处理和校验节点处理两者所必需的计算。这一单个电路部分，或处理器，可以通信地连接到存储器部分以帮助边缘消息的存储器管理，当执行对关于校验节点的边缘消息Medge_c(e)的更新和关于位节点的比特消息Medge_b(e)的更新时，该边缘消息在这单个电路部分之间被传递回来或向前传递。

由于使用此新函数L，相同的电路部分，或处理器，可以用来执行边缘消息初始化、校验节点处理以及还有比特处理。这是在用于将LDPC编码信号解码的现有技术内相对于任何解码方法的有意义的偏离。单个电路部分的使用可以有意义地简化整个硬件，该整个硬件被要求来实现将LDPC编码信号操作性解码的通信设备。

图32是按照本发明示出的单个功能块(例如处理器)的实施例的图示，该单个功能块(例如处理器)可以操作性地执行用于边缘消息初始化、校验节点处理和位节点处理的计算。该附图示明了到达和来自存储器和单个电路部分或处理器的数据的交换，该处理器操作性执行用于有关边缘消息初始化、校验节点处理和位节点处理等的计算。

在第一时间间隔执行边缘消息初始化。关于校验节点零(0)值边缘消息Medge_c(e)被处理器从存储器接收，并且执行更新关于位节点边缘消息Medge_b(e)的第一解码迭代。这些更新的关于位节点的边缘消息Medge_b(e)，当执行关于校验节点边缘消息Medge_c(e)的更新时，被处理器传递回到用于后来恢复和使用的存储器。

在第二时间间隔，最近更新的关于位节点的边缘消息Medge_b(e)，被处理器从存储器接收。这些关于位节点的边缘消息Medge_b(e)，经历通过函数L的适当变换，使得关于校验节点边缘消息Medge_c(e)的更新，可以仅仅使用项函数的乘积(或在对数域内项函数之和)加以执行。在关于校验节点的边缘消息Medge_c(e)，已在处理器内予以更新之后，在被处理器回存在用于后来的恢复和应用的存储器内之前，当执行关于位节点边缘消息Medge_b(e)的更新之时，它们再次通过函数L的传递。在这一时间间隔，处理可被视为关于校验节点边缘消息Medge_c(e)更新的第1解码迭代。

在第三时间间隔，关于校验节点的最近更新边缘消息Medge_c(e)，被处理器从存储器接收。关于位节点的边缘消息Medge_b(e)，则在处理器内使用位节点处理功能性加以更新。在关于位节点的边缘消息Medge_b(e)，已在处理器内更新之后，在第二解码迭代期间，当执行关于校验节点边缘消息Medge_c(e)的更新时，它们再次被处理器传递回到用于后来的恢复和使用的存储器。在这一时间间隔处理可被视为关于位节点Medge_b(e)的更新边缘消息的第2解码迭代。

注意到在边缘消息初始化期间被执行的处理和位节点处理是相同的(除了关于校验节点的0取值边缘消息Medge_c(e)在边缘消息初始化期间被采用以外)。在位节点处理的后来解码迭代期间，关于校验节点的最近更新边缘消息Medge_c(e)，在位节点处理期间予以采用。

图33是按照本发明示出的用于在LDPC二分图的两侧上仅仅使用乘法(或对数域加法)将LDPC编码信号解码的方法的实施例的流程图。该方法包含接收连续时间信号。已在这一连续时间信号内予以编码的信息比特已用LDPC编码加以编码。这一LDPC编码可以视为平行块LDPC编码。在接收这一连续时间信号之时，也注意到该方法可以包含执行第一连续时间信号(例如最初接收的连续时间信号)的任何必需的降频转换因而产生第二连续时间信号。这一降频转换可以通过从载波频率到基带的直接变换加以执行，或者它可以换一种方式由通过IF(中频)加以执行而又不脱离本发明的保护范围和精神。

再者该方法包括将第一(或第二)连续时间信号采样(例如，使用ADC)因而产生离散的时间信号并从该处提取I、Q(同相、正交)成分。此外该方法也包含将I、Q成分解调并执行I、Q成分的符号映射因而产生离散取值调制符号的序列。再者该方法包括执行仅在LDPC二分图的两侧上使用乘法(或对数域加法)的边缘消息更新。执行这一点考虑到在此特殊实施例内解码迭代的预定数量。这一更新可以为许多方式所执行。例如，该方法可以包括使用关于校验节点边缘消息和关于位节点的边缘消息两者的似然性。换言之，该方法可以包括使用关于位节点边缘消息的似然比。

该方法也包括做出在对应于最后更新的边缘消息的软信息基础上的硬判决。使用这些硬判决，该方法还包括输出传输代码字(具有其中包含的至少一个信息)的最佳估计，该传输代码字从接收的连续时间信号加以提取。

图34是按照本发明示出的用于在LDPC二分图的两侧上仅仅使用乘法(或对数域加法)将LDPC编码信号解码的方法的可供选择的实施例的流程图。开头，这一特殊方法的操作非常类似于以上根据图34描述的实施例。该方法包括接收一连续时间信号。已在此连续时间信号内编码的信息比特已经使用LDPC编码加以编码。这个LDPC编码可以视为平行块LDPC编码。当接收这一连续时间信号时，也注意到该方法可以包括执行第一连续时间信号(例如最初接收的连续时间信号)的任何必需的降频转换因而产生第二连续时间信号。这一降频转换可以通过从载波频率到基带的直接变换而加以执行，或者它可以换一种方式由通过IF(中频)予以执行而又不脱离本发明的保护范围和精神。

再者该方法包含括将第一(或第二)连续时间信号采样(例如，使用ADC)因而产生离散的时间信号并且从该处提取I、Q(同相、正交)成分。

而且该方法也包括将I、Q成分解调并且执行I、Q成分的符号映射因而产生离散取值调制符号的序列。

再者该方法包括执行在LDPC二分图两侧上仅仅使用乘法(或对数域加法)的边缘消息更新。这一更新可以为许多方式所执行。例如该方法可以包括使用关于校验节点边缘消息和关于使用位节点边缘消息二者的似然性，换言之，该方法可以包括使用关于位节点边缘消息的似然比。

然而，该方法现在脱离图33方法的操作。在这一特殊实施例中，该方法包括做出在对应于边缘消息的软信息基础上的硬判决以产生代码字的当前估计。注意到这是在比特引擎处理已经完成至少一个解码迭代之后执行的。在做出代码字的这一当前估计之后，则该方法包括执行代码字的当前估计的伴随式校验。执行这点以确定代码字的当前估计是否确实通过伴随式校验。如果伴随式校验不传递，则该方法包含回转到在LDPC二分图的两侧上仅仅使用乘法(或对数域加法)的边缘消息更新。然而，如果发现伴随式校验事实上传递，则该方法包含输出传输代码字(具有该处包含的至少一个信息比特)的最佳估计，该代码字从接收的连续时间信号加以提取。

也注意到在先前图形内描述的方法也可以在任何合适系统和/或仪器设计(通信系统、通信发射机、通信接收机、通信收发信机和/或在该处描述的功能性)之内加以执行，这些合适系统和/或仪器设计已在上面描述，没有脱离本发明的保护范围和精神。

并且，也注意到各种功能性、系统和/或仪器设计，以及关系到此处已经予以描述的实施例的方法全部可以在对数域(例如对数域)中加以实现因而使乘法运算能够使用加法得以执行并因而使除法运算能够使用减法得以执行。

鉴于本发明和相关附图的上述详细描述，其他的修改和变动现在将变得显而易见。同样明显的是，也可以实现这一类的其他修改和变动而不脱离本发明的精神和保护范围。

对相关专利/专利申请的交叉引用

本美国实用专利申请依据U.S.C§119(e)主张对美国临时专利申请的优先权，通过引用而将该临时专利申请完整地结合在本文中，并且出于各种目的而使该临时专利申请称为本美国实用专利申请的一部分。

1.2004年5月3日提交的名称为“在二分图的两侧使用乘法(或对数域中的加法)将LDPC(低密度奇偶校验)码和图解码”的未授权美国临时专利申请序列号60/567571(代理人档案号BP3243)。

Claims (10)

1.一种解码器，其特征在于，其操作性地将LDPC(低密度奇偶校验)编码信号解码，所述解码器包括：

m比特位符号度量计算器功能块，其操作性地计算对应于LDPC编码信号符号的多个m比特位符号度量，其中所述符号具有m个比特位；

符号节点计算器功能块，其使用所述多个m比特位符号度量来操作性地计算多个位度量；

位节点计算器功能块，其使用所述多个m比特位符号度量来操作性地将关于多个位节点的多条边缘消息的每条边缘消息初始化；

校验节点算符功能块，其通过计算项函数乘积来操作性地计算关于多个校验节点的多条边缘消息的每条边缘消息，其中这些项包括关于所述多个位节点的所述多条边缘消息内的每条对应的边缘消息；

其中所述位节点计算器功能块使用关于所述多个校验节点的所述计算的多条边缘消息的每条边缘消息来操作性地将关于所述多个位节点的所述多条边缘消息内的每条边缘消息更新；

其中所述位节点计算器功能块和所述校验节点算符功能块共同操作性地执行迭代解码处理，从而分别将关于所述多个位节点的所述多条边缘消息以及关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息更新；及

其中关于所述多个位节点的所述多条边缘消息和关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息对应于在LDPC二分图内将多个位节点通信地连接到多个校验节点的多个边缘，该LDPC二分图对应于LDPC码，通过所述LDPC码产生所述LDPC编码信号。

2.如权利要求1所述的解码器，其特征在于：当所述位节点计算器功能块将关于所述多个位节点的所述多条边缘消息更新时，所述位节点计算器操作性地执行似然处理，当所述校验节点计算器功能块将关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息更新时，所述位节点计算器操作性地执行似然处理。

3.如权利要求1所述的解码器，其特征在于：当所述位节点功能块将关于所述多个位节点的所述多条边缘消息更新时，所述位节点功能块操作性地执行LR(似然比)处理。

4.操作性地将LDPC(低密度奇偶校验)编码信号解码的解码器，其特征在于，所述解码器包括：

m比特位符号度量计算器功能块，其操作性地计算对应于LDPC编码信号符号的多个m比特位符号度量，其中所述符号具有m个比特位；

符号节点计算器功能块，其使用所述多个m比特位符号度量来操作性地计算多个位度量；

位节点计算器功能块，在根据预定的映射将所述多个m比特位符号度量映射以后，所述位节点计算器功能块使用所述多个m比特位符号度量来操作性地将关于多个位节点的多条边缘消息的每条边缘消息初始化；

校验节点算符功能块，其通过计算项函数的乘积操作性地计算关于多个校验节点的多条边缘消息的每条边缘消息，其中这些项包括关于所述多个位节点的所述多条边缘消息内的每条对应的边缘消息；

其中所述位节点计算器功能块使用关于所述多个校验节点的所述计算的多条边缘消息的每条边缘消息来操作性地将关于所述多个位节点的所述多条边缘消息内的每条边缘消息更新；

其中所述位节点计算器功能块和所述校验节点算符功能块共同操作性地执行迭代解码处理，从而分别将关于所述多个位节点的所述多条边缘消息以及关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息更新；

其中所述位节点计算器功能块使用关于所述多个位节点的最近更新的多个边缘信息来操作性地计算对应于所述m比特位符号的软位信息；

硬限制器，其使用对应于所述m比特位符号的所述软位信息来做出所述m比特位符号的硬判决，从而实现所述m比特位符号的最佳估计，并从而产生所述LDPC编码信号的代码字的对应的最佳估计；

其中所述预定映射操作性地将所述多个校验节点的任何校验代码的概率估计转换为仅仅是项函数的乘积，其中这些项包括对应于上述校验节点的多个位节点概率估计；

其中关于所述多个位节点的所述多条边缘消息和关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息对应于在LDPC二分图内将多个位节点通信地连接到多个校验节点的多个边缘，该LDPC二分图对应于LDPC码，通过所述LDPC码产生所述LDPC编码信号。

5.如权利要求4所述的解码器，其还包括：单个处理器，其操作性地执行所述校验节点算符功能块和所述位节点计算器功能块的所述功能性。

6.一种无线通信设备，其特征在于，所述设备包括：

无线前端，其操作性地接收并过滤连续事件信号，所述连续事件信号包括已经使用LDPC(低密度奇偶校验)编码来编码的至少一个信息比特位；

ADC(模拟—数字转换器)，其操作性地将所述接收并过滤的连续时间信号采样，从而产生离散时间信号并从中提取I，Q(同相、正交)成分；

解调器，其操作性地接收所述I，Q成分并且操作性地执行所述I，Q成分的符号映射，从而产生离散值调制符号序列；

LDPC解码器，其操作性地将所述离散值调制符号序列的符号解码，并且做出其中包含的所述至少一个信息比特位的最佳估计；

其中所述LDPC解码器包括m比特位符号度量计算机功能块、符号节点计算器功能块、校验节点算符功能块；

其中所述m比特位符号度量计算机功能块操作性地计算对应于所述LDPC编码信号符号的多个m比特位符号度量，其中所述符号具有m比特位；

其中所述符号节点计算器功能块使用所述多个m比特位符号度量操作性地计算多个比特们度量；

其中所述位节点计算器功能块使用所述m比特位符号度量操作性地将关于多个位节点的多条边缘消息的每条边缘消息初始化；

其中所述校验节点算符功能块通过计算项函数的乘积来操作性地计算关于多个校验节点的多个边缘消息的每条边缘消息，这些项包括关于所述多个位节点的所述多条边缘消息内的每条对应的边缘消息；

其中所述位节点计算器功能块使用关于所述多个校验节点的所述计算的多条边缘消息的每条边缘消息来操作性地将关于所述多个位节点的所述多条边缘消息内的每条边缘消息更新；

其中所述位节点计算器功能块和所述校验节点算符功能块共同操作性地执行迭代解码处理，从而分别将关于所述多个位节点的所述多条边缘消息以及关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息更新；以及

其中关于所述多个位节点的所述多条边缘消息和关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息对应于在LDPC二分图内将多个位节点通信地连接到多个校验节点的多个边缘，该LDPC二分图对应于LDPC码，通过所述LDPC码产生所述LDPC编码信号。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，其还包括：单个处理器，其操作性地执行所述校验节点算符功能块和所述位节点计算器功能块的所述功能性。

8.用于将LDPC(低密度奇偶校验)编码信号解码的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收并过滤连续时间信号，所述连续时间信号包括已经使用LDPC编码来编码的至少一个信息比特位；

将所述接收并过滤的连续时间信号采样，从而产生离散时间信号并从中提取I，Q(同相，正交)成分；

将所述I，Q成分解调并且符号映射，从而产生离散值调制符号序列；

计算对应于所述LDPC编码信号符号的多个m比特位符号度量，其中所述符号具有m比特位；

使用所述多个m比特位符号度量计算多个位度量；

使用所述多个m比特位符号度量将关于多个位节点的多条边缘消息的每条边缘消息初始化；

通过计算项函数的乘积计算关于多个校验节点的多条边缘消息的每条边缘消息，其中这些项包括关于所述多个位节点的所述多条边缘消息的对应的每条边缘消息；

使用关于所述多个位节点的所述计算的多条边缘消息的每条边缘消息将关于所述多个位节点的所述多条边缘消息的每条边缘消息更新；

执行迭代解码过程，从而分别更新关于所述多个位节点的所述多条边缘消息和更新关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息；

使用关于所述多个位节点的最近更新的多条边缘消息来计算对应于所述m比特位符号的软位信息；

使用对应于所述m比特位符号的所述软比特信息做出所述m比特位符号的硬判决，从而产生所述LDPC编码信号的代码字的对应最佳估计；及

其中关于所述多个位节点的所述多条边缘消息和关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息对应于在LDPC二分图内将多个位节点通信地连接到多个校验节点的多个边缘，该LDPC二分图对应于LDPC码，通过所述LDPC码产生所述LDPC编码信号。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：

使用公用的多个计算来执行所述计算关于多个校验节点的多条边缘消息的每条边缘消息和所述更新关于所述多个位节点的所述多条边缘消息的每条边缘消息中的每一个；并且还包括：

在计算关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息的每条边缘消息之前，使用预定函数将所述多条边缘消息的每条初始化的每条边缘消息转换；及

在更新关于所述多个位节点的所述多条边缘消息的每条边缘消息之前，使用预定函数将关于多个校验节点的所述多条边缘消息的每条边缘消息转换。

10.一种解码器，其操作性地将LDPC(低密度奇偶校验)编码信号解码，其特征在于，所述解码器包括：

m比特位符号度量计算器功能块，其操作性地计算对应于LDPC编码信号符号的多个m比特位符号度量，其中所述符号具有m比特位；

符号节点计算器功能块，其使用所述多个m比特位符号度量来操作性地计算多个位度量；

处理块，其使用所述多个m比特位符号度量来操作性地将关于多个位节点的多条边缘消息的每条边缘消息初始化；

其中所述处理块通过计算项函数乘积来操作性地执行校验节点处理，所述校验节点处理包括计算关于多个校验节点的多条边缘消息的每条边缘消息，其中这些项包括关于所述多个位节点的所述多条边缘消息内的每条对应的边缘消息；

其中所述处理块使用关于所述多个校验节点的所述计算的多条边缘消息的每条边缘消息来操作性地执行位节点处理，所述位节点处理将关于所述多个位节点的所述多条边缘消息内的每条边缘消息更新；

存储器，其通信地连接到所述处理块；

其中所述处理块和所述存储器共同操作以执行迭代解码处理，从而分别将关于所述多个位节点的所述多条边缘消息以及关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息更新；及

其中关于所述多个位节点的所述多条边缘消息和关于所述多个校验节点的所述多条边缘消息对应于在LDPC二分图内将多个位节点通信地连接到多个校验节点的多个边缘，该LDPC二分图对应于LDPC码，通过所述LDPC码产生所述LDPC编码信号。

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