[发明专利]LDPC编码码字、特别是DVB－S2 LDPC编码码字的解码控制方法和设备

说明书

技术领域

[1]本发明一般涉及数据通信领域，具体涉及由LDPC(低密度奇偶校验)码编码的码字的解码。

[2]本发明尤指，但不专指使用DVB-S2(数字视频广播)标准的数据通信系统。

背景技术

[3]低密度奇偶校验(LDPC)码由Gallager在1962年提出，并且在1996年被MacKay和Neal再次发现。由于其计算和实现上的复杂性，所以它们很长时间以来没有实际的影响。随着微电子学的发展导致更强的用于模拟的运算能力，这一点得到改变，并且现在变得能够实现。由于其出色的纠错性能，从而被认为是未来的电信标准。

[4]LDPC码是由其稀疏M×N奇偶校验矩阵H所定义的线性分组码。其每列包含j个1，每行包含k个1，分别被称为行度(row degree)和列度(column degree)。A(j，k)-正则LDPC码具有均匀权重的行度和列度，否则所述码被称为不正则的。可以通过二分图来表示奇偶校验码。M个校验节点对应于奇偶约束，N个变量节点代表码字的数据符号。图中的边对应于奇偶校验矩阵中的1。

[5]在LDPC码编码器中，大小为(N-M)的要编码的分组被乘以大小为(N-M)×N的生成矩阵G。这个相乘产生长度为N的编码向量。所述生成矩阵G和奇偶校验矩阵H满足关系式GHt＝0，其中，0是零矩阵。

[6]一般而言，LDPC码解码器包括解码模块，其接收长度为N的编码向量，并且使用奇偶校验矩阵H来提供长度为N的中间向量。然后，去映射模块从所述中间向量减去长度为(N-M)的解码向量。

[7]更准确而言，可以使用具有硬或者软判定形式的消息传递算法来解码LDPC码。因此解码是迭代的过程，其在变量和校验节点之间交换消息。通常，使用置信传播(BP)算法，其在变量和校验节点之间迭代地交换软信息。码性能主要依赖于奇偶校验矩阵H的随意性、码字大小N和编码率R＝(N-M)/N。

[8]在诸如UMTS、WLAN和WPAN之类的无线通信系统中，信道编码部分是很重要的部件。特别是在WLAN和WPAN的领域中，解码的等待时间很重要。在不远的未来，低密度奇偶校验码可被看作这种系统的有前途的候选者。这些码当前被应用于DVB-S2标准中和一些光纤通信系统中。在不远的未来将会有更多的应用。

[9]所述码具有一些很有趣的属性，这使得它们成为用于等待时间的特定应用领域的自然而然的选择。

[10]新的DVB-S2标准的特点是具有强大的正向纠错FEC系统，其使得传输接近理论极限。这是通过使用LDPC码而实现的，所述LDPC码的性能甚至可胜过Turbo码。为了提供灵活性，范围从R＝1/4到R＝9/10的11个不同的编码率R由多达64800比特的码字长度来指定。该巨大的最长码字长度是其具有出色通信性能的原因，因此这里描述了64800比特的码字长度。

[11]对于DVB-S2码，存在64800个所谓的变量节点(VN)和64800×(1-R)个校验节点(CN)。在所述标准中指定了这两种节点的连接。变量节点包括信息节点和奇偶节点。为了解码LDPC码，在这两种节点之间迭代地交换消息，而节点处理具有较低的复杂性。一般，在一次迭代中，首先处理变量节点(VN)，然后处理校验节点(CN)。

[12]LDPC码的解码是迭代的过程，例如对于DVB-S2标准，需要多达40次迭代来获得期望的通信性能。标准的LDPC码解码器实现方式采用固定次数的迭代。在“A 690-mW 1-Gb/s，Rate-1/2 Low-DensityParity-Check Code decoder”(A.J.Blanksby和C.J.Howland，出版于IEEEJournal of Solid-State Circuits，vol 37，n°3，404-412页，2002年3月)中，甚至完成了64次解码迭代。

[13]对于可解码的块或者码字，将进入边的对数似然比的校验节点总和考虑进去的停止标准是个很好的停止标准，但是对于不可解码的块或者码字，要进行饱和次数的迭代，因此浪费了很多能量和处理时间。

发明内容

[14]本发明的一个目的是在不可解码的码字的解码过程的早期停止解码。