TWI328934B - - Google Patents

Description

1328934 九、發明說明： . 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種通道編碼中低密度校驗檢查碼之技術’特別是指一 種應用於低密度奇偶校驗解碼器之迴旋比較方法。 【先前技術】 低密度奇偶校驗碼（Low density parity check code, LDPC )為前瞻之編 碼技術，具有極大的應用價值，但其運算複雜度極高，其中最小值-總和演 鲁 算法（Min-Sum algorithm)在相當大程度上可減少硬體解瑪器之複雜度， 但會有小部分效能流失，因此如何利用最小值-總和演算法在減少運算複雜 度的同時又可確保效能便是一重要的課題。 低密度奇偶校驗解碼器之解碼是一項重複步驟的流程，如第一圖所 示’先在步驟S10中對解碼器進行初始化之後，如步驟S12及S14所述先 後對查核節點及位元節點進行更新，並在步驟S16中判斷重疊數目是否有 超過預先定義之最大重疊數目，或是當解碼後之位元符合校驗矩陣 • 的限制，若是，則如步驟S18結束流程，並輸出解碼過之位元，反之，若 步驟S16之判斷為否’則回到步驟S12重複進行查核節點及位元節點之更 新。由上可知，查核節點單元（CheckN〇deUnit CNU)對解碼器整體影響 相當大，在先前技術中’只能針對特定之輸入數目做最佳化，並無系統性 且適用於所有輸入數目之查核節轉元架構，而輸入之數目愈大 ，比較次 數愈多’則th較器之數目也需要増加，會使查核節點單元之運算速度減慢， 且消耗資源，此外，先前技術中並未提出其細部比較器之最佳化方式，難 以看出此設計之優勢。 5 1328934 &本發g聊針對上述胃知技術之數項缺失—麵用於低密 度奇偶校驗解之迴旋比較方法，以有效克服上述之該等問題。 【發明内容】 本發明之主要目的在提供—種制於低紐奇偶校驗解碼ϋ之迴旋比 較方法其中之迴旋比較式演算法（Cyciic _㈣—八以也㈣適用於低 密度奇偶校驗中任何數目之輸人，易於程式化JL接近最佳解。 本發明之另一目的在提供一種應用於低密度奇偶校驗解碼器之迴旋比 籲較方法，其係利用每個比較串列之間彼此之高度重疊性，當輸入元素數目 為k個時’只需比較㈣段㈣次，可減少基本運算次數，提高系統效率。 本發明之再-目的在祕一種應用於低密度奇偶校驗解碼器之迴旋比 較方法’其係在輸人元餘目為k時’先依次去除—個元素，產生k個包 含k-Ι個元素之第一串列，再將k個元素依序兩兩組合在一起，組成让個包 含k-Ι個元素之結束串歹[再比較第一串列與結束串列是否相同利用此比 較方法可快速比對。 _ 為達上述之目的’本發明提供—種細於低密度奇偶校驗解碼器之迴 旋比較方法’其係包括在-查核節醇元中輸人k個元素麟該等元素 進行比較，比較方法包括下列步驟：（a)依序去除第一個位置至第k個位置 之7L素’取得k個包含k-Ι個元素之第一串列’輸出第一串列及每一第一串 列中之一最小值；（b)從查核節點單元所輸入之k個元素中依序選取二元 素，組成k個第二串列，再依序將二第二串列組合成、個第三串列；⑹將 第三串列兩兩组合成複數串列，直到該串列又組成k個包含有k i個元素之 結束串列；以及(d)比較步驟(C)中結束串列與步驟(a)中輸出之第一串列是否 1328934 相同，若相同則結束，並輸出每一該結束串列之_最小值，若不相同則重 複步驟(C) ’重新組成該結束串列。 底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術内 容、特點及其所達成之功效。 【實施方式】 本發明係提供一種應用於低密度奇偶校驗解碼器之迴旋比較方法，其 係在保持比較運算之最短關鍵路徑（critical path)條件下，利用找出最大可 • 共用比較集合之方式，減少比較運算的次數，且任何輸入數目皆可利用本 發明快速運算出結果。 第-圖為低密度奇偶校驗碼解碼裝置10之架構，係利用經由通道傳送 的C位元碼字(codeword)和奇偶校驗檢查矩陣做奇偶校驗碼解碼低目的碁

(Cheeknodeunit’CNU)、-位元節點單元 16 ⑽n〇deunit BNU)以及一

#校驗檢查矩陣（Parity check matrix)，將對應於該e元素位置的碼字位置中 的-碼位元值，取代奇偶校驗檢查矩陣巾轴鹤丨之元素並以此產生 一第一 Q矩陣；查核節點單元14接收第_ Q矩陣產生單元12所產生之第 ，位元節點單元16接收R矩陣後，除了要

一 Q矩陣，並且產生一 r矩陣；位元節點單元] 被取代之非〇元素與碼字同行中的元素之外將 素相加所得的值，取代R矩陣中的每一非〇元素 藉由將R矩陣每-行的元素相加，決定—碼減，輸出—個e碼位元的解 瑪碼字。 本發月所提供之迴旋比較方法即應胁查核節點單元Μ巾其係在一 一核節點單①巾輸人㈣①素，並對料元素進行比較，其巾第—步驟如 ^三圖所示，先如步驟S2〇依序去除第一個位置至第k個位置之元素，取 得個is k-Ι個該元素之第一串列，再如步驟S22取得每一第一串列之最 小值，最後如步驟S24將第-串列及每一第一串列中之最小值輸出。以k =9為例’輸出之九個第一串列分別為 =，...，:’9}’”，3,4，...，8,9}，{1，2,4,5，_..，8,9}，{1切 ’7,8,9}，{1，2，...，6,8,9}，{1，2，...，6,7,9}，{1，2,3，..”7,8}，而每-個第一串 列之最小值則為 ，8，9}，Min {1，2,3，5，6,...，8,9}， • ••，6,8,9}，Min{l，2，...，6,7,9}’， S^；^}，Min{1’3,4，...，8,9}，Min“，2,4,5，". {U’3’4,6,7,8,9}，Min{l，2，...，5,7,8,9}，Min{l，2,

Min{l，2,3”“，7,8}。 畲查核節點單元之k個輪人元素產生上触個輸出之後，再從查核節 點單元之k個輸人元素中依序選取兩個元素，如第_所示，其係以㈣ 為例’將第-個輸入至第九個輸入2〇在第一層比較器22 t兩兩相組合， 形成k個第二串列’此第二争列中包含兩個元素，分別為

Min{l,2}Min{253},Min{3,4},Min{455}}Min{5,6},Min{67},Min{7,8}}Min{8,9 }，Mm{9，l} ’再依序將兩個第二串列在第二層比較器24巾組合獻個第丄 串列，分別為 ，8}，Mm{6,7’8,9}，Min{7’8,9，l}，Min{8,9，l，2};接著，再將第三串列兩兩組合， 組成九個包含有A個元素之第四串列；最後，比較此第四串列與先前輸出 丄⑽934 之第一串列是否相同，若相同則結束，若不相同則重複。 、 在上述步驟中’每一串列中之元素，其值皆不為零，且第二串列與第 .二串列及其所組成之後續串列之元素數量皆為2的 η次方，η為串列組合的 次數。當輸入之1^為偶數時，由於最後輸出之結束串列中元素數目需為k l 個’而結束串列又為第三串列兩兩組合直到串列中包含k-1個元素為止，故 結束串列一定包含偶數個元素，此時會發生矛盾，因此當k為偶數時，選 取有重複一元素之兩第三串列，以組合出具有奇數個元素之結束串列，例 如當k=8時’將第三串列{2,3,4,5}與{5,6,7,8}組成結束串列{2,3,4,5,6,7,8}。 因此，比較器之數目為kxl〇g2(k-l)，而比較器共有丨嗯㈣儋，亦即每一結 束串列所經過之比較組合次數為log/kd)次。 綜上所述，本發明提供之應用於低密度奇偶校驗解碼器之迴旋比較方 法’其所提供之迴旋比較式演算法（Cyc丨icc〇mparis〇nAlg〇rithm)適用於低 密度奇偶校射任何數目之輸人，易於程式化且接近最佳解，·每個比 ♦較串列之間彼此之高度重疊性，#輸人元素數目為k個時，只需比較 kxl〇g2(k-l)次，可減少基本運算次數，提高系統效率。 唯以上所述者’僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明 實施之。故即凡依本發”請範_述之特徵及精神所為之均等變化 或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 第一圖為低密度奇偶校驗解碼器之流程圖。 第一圖為低密度奇偶校驗解碼器之架構圓。 第三圖為本發财制於健度奇偶校驗解碼器之第—串列產生之流程

9 (S 1328934 圖。 第四圖為本發明中應用於低密度奇偶校驗解碼器之迴旋比較之示意圖。 【主要元件符號說明】 ίο低密度奇偶校驗碼解碼裝置 12第一 Q矩陣產生單元 14查核節點單元 16位元節點單元 18輸出單元 20輸入元素 22第一層比較器 24第二層比較器 26第三層比較器 28輸出最小值

Claims (1)

1328934 十、申請專利範圍： 1.-種祕健度奇驗驗碼之域啸方法，其係在_查核節點單元中 -輸人k個元素’並對該等元素進較，該比較方法包括下列步驟： • ⑻依序去除第—個位置至第k個位置之就素，取得k個包含以個 該元素之第-串列，輸出該第一串列及每一該第一串列中之一最小 值； (b) 從該查核節點單元所輸人之k觸元素中依序選取二該元素，組成 • k個第二串列’再依序將二該第二串列組合成k個第三串列； (c) 將該第三串列兩兩組合成複數串列，直到該串列又組成㈣包含有 k-Ι個該元素之結束串列；以及 (d) 比較步驟(c)中該結束串列與步驟⑻中輸出之該第一串列是否相 同，若相同則結束’並輸出每一該結束串列之一最小值，若不相同 則重複步驟(c) ’重新將該第三串列兩兩組合成複數該串列，直到該 結束串列與該第一串列相同。 鲁2.如巾請專職圍第丨顿述之胁健度相校驗碼之迴旋比較方法， 其中該元素之值係大於零。 3·如申請範圍第1項所述之用於健度奇驗驗碼之迴旋比較方法， 其中該第二㈣及該帛三_列巾該元权數量皆為偶數。 4.如申請專利範圍第i項所述之用於低密度奇偶校驗碼之迴旋比較方法， 田k為偶數時’該結束串列係由重複一該元素之二串列所組成使該結 束串列具有奇數個該元素。 5·如申請專利範圍第1項所述之用於低密度奇偶校驗碼之迴旋比較方法， 丄⑽934 其中該第一串列中之具有一第二小值的一位置係以該最小值來取代該第 一小值’除該位置以外之該元素值則設為i。 ’如申清專利範圍第1項所述之用於低密度奇偶校驗碼之迴旋比較方法， '、中該複數第一串列係組成一校驗矩陣。 7. 如申晴專利範圍第1項所述之用於低密度奇偶校驗碼之迴旋比較方法， 其中該該第二串列、該第三串列 、該結束串列及該第三串列組成該結束 串列過程中所產生之複數串列，其組合與比較係於複數比較器中完成。 8. 如申請專利範圍第7項所述之用於低密度奇偶校驗碼之迴旋比較方法， 其中該比較器之數目為kxi〇g2(k-l)» 9·如申請專利範圍第7項所述之用於低密度奇偶校驗碼之迴旋比較方法， 其中該比較器係輸出該最小值。 10.如申請專利範圍第1項所述之用於低密度奇偶校驗碼之迴旋比較方法， 其中每一該結束串列所經過之比較組合次數為log/kq)次。

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