[发明专利]具有分式局部迭代的LDPC解码器

说明书

背景技术

已经开发出各种各样的包括存储系统、移动电话系统和无线电传输系统在内的数据处理系统。在这样的系统中，数据通过某种介质从发送方传输至接收方。例如，在存储系统中，数据通过存储介质从发送方(也就是写函数)发送至接收方(也就是读函数)。在以数字数据的形式存储和传输信息时引入的错误如果不予以校正就可能会破坏数据并使信息变得不可用。任何传输的有效性都会受到由各种因素造成的任何数据损失的影响。已经开发出多种类型的错误校验系统来检测和校正数字数据中的错误。例如，在可能是最简单的系统内，可以向一组数据位中加入奇偶校验位以确保该组数据位(包括奇偶校验位在内)具有偶数个或奇数个1。在使用奇数的奇偶性时，一旦准备好用于存储或传输的数据就计算组内设定为1的数据位的数量，并且如果在组内有偶数个1，那么奇偶校验位即被设定为1以确保该组具有奇数个1。如果组内有奇数个1，那么奇偶校验位即被设定为0以确保该组具有奇数个1。在从存储设备取出数据或从传输设备接收到数据之后，可以再次校验奇偶性，并且如果数据组具有偶数的奇偶性，那就说明数据内引入了至少一处错误。在这种过于简单的层级，能够检测出部分错误但是无法校正。

奇偶校验位也可以在包括低密度奇偶校验(LDPC)解码器的错误校正系统中使用。LDPC码是一种能够在如图1所示的Tanner图100中直观表示的基于奇偶性的编码。在LDPC解码器中，针对一组变量节点110,112,114,116,118,120,122和124在多个校验节点102,104,106和108中执行多次奇偶校验。在设计LDPC编码时选择变量节点110-124和校验节点102-108之间的连接(或边)以平衡节点强度和获取数据时执行LDPC编码所需解码器的复杂度。在设计LDPC编码时选择组内奇偶校验位的数量和布局。消息以迭代过程在连接的变量节点110-124和校验节点102-108之间传递，从而将应在变量节点110-124内出现的数值的相关置信度传输至连接的校验节点102-108。根据消息在校验节点102-108内执行奇偶校验并且如有必要就将结果送回连接的变量节点110-124以更新置信度。LDPC解码器可以用二进制或非二进制的方式实施。在二进制LDPC解码器中，变量节点110-124包含基于数据组的标量值以及从存储设备取出、由传输系统接收或者以某种其他方式获得的奇偶校验位。二进制LDPC解码器中的消息是作为纯似然概率值或对数似然比值(LLR)传输的标量值以表示发送变量节点包含特定值的概率。在非二进制LDPC解码器中，变量节点110-124包含的符号来自于伽罗瓦域(Galois Field)和包含有限数量元素的有限域GF（p^k），其特征在于尺寸p^k，其中p是质数且k是正整数。非二进制LDPC解码器中的消息是多维向量，通常是纯似然概率向量或LLR向量。

变量节点110-124和校验节点102-108之间的连接可以如下以矩阵形式表示，其中列表示变量节点，行表示校验节点，而伽罗瓦域中位于变量节点列和校验节点行交点处的随机非零元素a(i,j)就表示变量节点和校验节点之间的连接并且提供了用于所述变量节点和校验节点之间传递消息的置换（permutation）：