專利名稱：準(zhǔn)循環(huán)ldpc譯碼器中的邊信息安排方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信信道編碼技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)以及傳輸過(guò)程中會(huì)引發(fā)各種差錯(cuò)，而這些差錯(cuò)的存在大大限制了信息傳輸速率和傳輸質(zhì)量，為了解決該問(wèn)題，通常采用信道編碼的方法，由于LDPC碼具有低ERROR FLOOR和并行譯碼性在現(xiàn)代科技發(fā)展中受到極大的重視。對(duì)于短碼塊，A.J.Blanksby和C.J.Howland在“A 690-mw 1-gb/s 1024-b，rate-1/2 low_density parity_check codedecoder”，IEEE J.Solid-state Circuits，vol.37，pp.404-412，Mar.2002.中設(shè)計(jì)了一個(gè)完全并行譯碼實(shí)現(xiàn)方案，但當(dāng)碼塊很大時(shí)，變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)間的復(fù)雜性使得完全并行譯碼幾乎不可行。
zhongfeng Wang，Yanni Chen和Keshab K.Parhi在“Area efficientdecoding of Quasi_Cyclic Low density parity check”，Acoustics，Speech andSignal Processing，Vol.，5，May2004中的設(shè)計(jì)，以及G..Al-Rawi和J.Cioffi兩人在“A highly efficient domain_programmable parallel architecture forLDPC decoding”，in Proc.ITCC，2001，pp569-577中的設(shè)計(jì)是通過(guò)把存儲(chǔ)器分成一些小的部分來(lái)進(jìn)行并行譯碼，其缺點(diǎn)是處理器芯片面積變大。
MustafaEroz，F(xiàn)eng-Wen Sun和Lin-Nan Lee在“An innovativeLow_Density Parity_Check Code Design with Near-shannon_Limitperformance and simple implementation”，IEEE Trans.Communications，Vol.54，No.1，Jan 2006中的設(shè)計(jì)提出了具有結(jié)構(gòu)讀寫特點(diǎn)即可完全并行譯碼的碼設(shè)計(jì)，但目前對(duì)LDPC碼的譯碼仍是部分并行譯碼，即在ZhigangCao Jingyu Kang和Pingyi Fan..，在“An FPGA implementation ofstructured irregular LDPC Decoder”，2005IEEE international Symposium onMicrowave，Antenna，Propagation and EMC Technologies for WirlessCommunication Proceedings中的設(shè)計(jì)就是此例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，其可以解決上述的不足，使得在減少存儲(chǔ)器和處理芯片的尺寸的同時(shí)實(shí)現(xiàn)完全并行譯碼。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，該方法包括以下步驟(1)首先將變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)分別分成nb和mb個(gè)組，其中一個(gè)變量節(jié)點(diǎn)組由準(zhǔn)循環(huán)LDPC的校驗(yàn)矩陣中一個(gè)列塊所對(duì)應(yīng)的的變量節(jié)點(diǎn)組成，同理，一個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組由準(zhǔn)循環(huán)LDPC的校驗(yàn)矩陣中一個(gè)行塊所對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組成，每組皆含L個(gè)元素，L是準(zhǔn)循環(huán)LDPC的放大因子。
(2)其次將一個(gè)變量節(jié)點(diǎn)組中某一變量節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)位置放在一起形成行向量或列向量，則與之在同一列塊的變量節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)向量放在與該向量平行的位置，其分量之值由該向量的分量和式子[al/L]*L+(amodL+(I-1))modL給出，I-1為該變量與第一變量標(biāo)號(hào)之差，[al/L]是對(duì)al/L取整。
所述的準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，其中上述步驟(2)還可用另一放法把一校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組的某一校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)的位置放在一起形成行向量或列向量，則把與之在同一列塊的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)向量放在與該向量平行的位置，其分量之值由該向量的分量和式子[al/L]*L+(amodL+(I-1))modL給出，I-1為該變量與第一變量標(biāo)號(hào)之差，[al/L]是對(duì)al/L取整。
所述的準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，其中上述變量節(jié)點(diǎn)分組是依校驗(yàn)矩陣中列塊來(lái)分組的，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)分組是依校驗(yàn)矩陣中行塊來(lái)分組的。
所述的準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，其中上述步驟(2)中的同一塊對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)相關(guān)分量是根據(jù)式子[al/L]*L+(amodL+(I-1))modL給出的，I-1為該變量與第一變量標(biāo)號(hào)之差，[al/L]是對(duì)al/L取整。
所述的準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，其中方案的變量節(jié)點(diǎn)組個(gè)數(shù)n1＜＝nb，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組個(gè)數(shù)n2＜＝mb。
所述的準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，其中所述的邊信息按所提方案的方式存儲(chǔ)在RAM中，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組中第一個(gè)節(jié)點(diǎn)在W中的位置存儲(chǔ)在ROM中。
采用上述方案后，本發(fā)明通過(guò)對(duì)變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的分組和相關(guān)邊信息安排，解決了對(duì)存儲(chǔ)器譯碼的復(fù)雜性，使用此方案減少了存儲(chǔ)器和處理器的尺寸大小及譯碼實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，并能大大提高譯碼速度，應(yīng)用本發(fā)明，通過(guò)仿真測(cè)試結(jié)果可知，此方案是可行的，本發(fā)明應(yīng)用簡(jiǎn)單。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明給出了一種準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，該方法將準(zhǔn)循環(huán)LDPC的校驗(yàn)矩陣中一個(gè)列塊所對(duì)應(yīng)的變量節(jié)點(diǎn)和準(zhǔn)循環(huán)LDPC的校驗(yàn)矩陣中一個(gè)行塊所對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)分別分在一個(gè)變量節(jié)點(diǎn)組和一個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組，每組含L個(gè)元素，L是準(zhǔn)循環(huán)LDPC的放大因子，若準(zhǔn)循環(huán)LDPC的基矩陣是mb*nb陣，則變量節(jié)點(diǎn)可分為nb組，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)可分為mb組；將一個(gè)變量組中的某個(gè)變量節(jié)點(diǎn)鄰點(diǎn)位置放在一起形成行向量或列向量，與之在同一列塊的其它變量節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)向量放在與該向量平行的位置，其放法是各分量之值由第一向量的分量和式子[al/L]*L+(amodL+(I-1))modL給出，[al/L]表示對(duì)al/L取整，I-1為該變量與第一變量標(biāo)號(hào)之差，a mod L表示a關(guān)于L求模；另一放法是把一校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組中的一個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)的位置放在一起形成行向量或列向量，與之在同一列塊的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)向量放在與該向量平行的位置，分量值與第一向量的關(guān)系同變量節(jié)點(diǎn)情形。
上述變量節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)是指該變量節(jié)點(diǎn)所在列中的非“0”元素所在的行號(hào)的集合。
上述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)是指該變量節(jié)點(diǎn)所在行中的非“0”元素所在的列號(hào)的集合。
下面通過(guò)公式對(duì)邊信息的安排做一個(gè)解釋設(shè)第k個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)集合中的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)是a1，a2，L，adc*，有準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的特點(diǎn)知該集合中的第i個(gè)的鄰點(diǎn)是
準(zhǔn)循環(huán)LDPC的校驗(yàn)陣中循環(huán)陣是L*L，L又稱為放大因子。
邊信息安排如下W=V0LVL-1VLLV2L-1MMMV(nb-1)LLVnbL-1---(2).]]>Vi是由第i個(gè)變量節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)構(gòu)成的列向量，[VkLVkL+1VkL+2L VkL+L-1]對(duì)應(yīng)分塊陣H的第k列塊，VkL是該列塊中的第一個(gè)變量節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)組成的列向量，而VkL+i的分量則由VkL之相應(yīng)分量和(3)式 給出。
下面再結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明再做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
設(shè)QC-LDPC馬的校驗(yàn)矩陣如下 (1)由上述方法有V0=1235,V1=(1+1)mod3(2+1)mod33+(3mod3+1)mod33+(5mod3+1)mod3=2043,V2=(1+2)mod3(2+2)mod33+(3mod3+2)mod33+(5mod3+2)mod3=0154,.]]>
其中a modb表示a關(guān)于b取模。上述節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)器中的擺放所對(duì)應(yīng)的矩陣設(shè)為WW=V0V1V2V3V4V5.]]>(2)確定校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)集合中節(jié)點(diǎn)在W中的位置在本例中，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)集c-groups和變量節(jié)點(diǎn)集v-groups各有2個(gè)，其中c_groups
＝{c0，c1，c2}，c_groups[1]＝{c3，c4，c5}.c0的鄰點(diǎn)集是{1，2，3，5}，c1的鄰點(diǎn)集是{0，2，3，4}，i是第i個(gè)變量節(jié)點(diǎn).
由(1)和(2)可知，c0和c1的按次序?qū)?yīng)鄰點(diǎn)在W相同行上，c1鄰點(diǎn)所在的列＝(c0鄰點(diǎn)的列+1)mod L，因而只需保存該集合中的第一個(gè)鄰點(diǎn)的位置，同時(shí)也說(shuō)明所提方案具有結(jié)構(gòu)讀寫特性。
這里說(shuō)明如何確定校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組中的第一個(gè)點(diǎn)的鄰點(diǎn)在W中的位置。如第二個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)集中的c3，它的第一個(gè)鄰點(diǎn)是v0，由于它在H中第0列塊中第0列，故它位于W中的v0，v0中元素為3的行是2，故該鄰點(diǎn)在W中的位置為(2，0)，其中3是c3的標(biāo)號(hào)，再如它的第二個(gè)鄰點(diǎn)為v1，位于H中第0列塊中第1列，故它位于W中的第1列和第0行塊，即V1，V1中元素為3的行是3，故該鄰點(diǎn)在W中的位置為(3，1)，其余類似。
以上所述確定校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)集合中節(jié)點(diǎn)在W中的位置方法屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)首先將變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)分別分成nb和mb個(gè)組，其中一個(gè)變量節(jié)點(diǎn)組由準(zhǔn)循環(huán)LDPC的校驗(yàn)矩陣中一個(gè)列塊所對(duì)應(yīng)的的變量節(jié)點(diǎn)組成，同理，一個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組由準(zhǔn)循環(huán)LDPC的校驗(yàn)矩陣中一個(gè)行塊所對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組成，每組皆含L個(gè)元素，L是準(zhǔn)循環(huán)LDPC的放大因子。(2)其次將一個(gè)變量節(jié)點(diǎn)組中某一變量節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)位置放在一起形成行向量或列向量，則與之在同一列塊的變量節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)向量放在與該向量平行的位置，其分量之值由該向量的分量和式子[al/L]*L+(amodL+(I-1))modL給出，I-1為該變量與第一變量標(biāo)號(hào)之差，[al/L]是對(duì)al/L取整。
2.如權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，其特征在于上述步驟(2)還可用另一放法把一校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組的某一校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的鄰點(diǎn)的位置放在一起形成行向量或列向量，則把與之在同一列塊的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)向量放在與該向量平行的位置，其分量之值由該向量的分量和式子[al/L]*L+(a modL+(I-1))modL給出，I-1為該變量與第一變量標(biāo)號(hào)之差，[al/L]是對(duì)al/L取整。
3.如權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，其特征在于上述變量節(jié)點(diǎn)分組是依校驗(yàn)矩陣中列塊來(lái)分組的，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)分組是依校驗(yàn)矩陣中行塊來(lái)分組的。
4.如權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，其特征在于上述步驟(2)中的同一塊對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)相關(guān)分量是根據(jù)式子[al/L]*L+(a modL+(I-1))modL給出的，I-1為該變量與第一變量標(biāo)號(hào)之差，[al/L]是對(duì)al/L取整。
5.如權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，其特征在于方案的變量節(jié)點(diǎn)組個(gè)數(shù)n1＜＝nb，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組個(gè)數(shù)n2＜＝mb。
6.如權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，其特征在于所述的邊信息按所提方案的方式存儲(chǔ)在RAM中，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組中第一個(gè)節(jié)點(diǎn)在W中的位置存儲(chǔ)在ROM中。
全文摘要
一種準(zhǔn)循環(huán)LDPC譯碼器中的邊信息安排方法，其將變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)分別分成nb和mb個(gè)組，其中一個(gè)變量節(jié)點(diǎn)組由準(zhǔn)循環(huán)LDPC的校驗(yàn)矩陣中一個(gè)列塊所對(duì)應(yīng)的的變量節(jié)點(diǎn)組成，一個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組由準(zhǔn)循環(huán)LDPC的校驗(yàn)矩陣中一個(gè)行塊所對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組成，每組皆含L個(gè)元素，L是準(zhǔn)循環(huán)LDPC的放大因子；將一個(gè)變量組中的某個(gè)變量節(jié)點(diǎn)鄰點(diǎn)位置放在一起形成行向量或列向量，與之在同一列塊的其它變量節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)向量放在與該向量平行的位置，其放法是各分量之值由第一向量的分量和式子[al/L]＊L+(a modL+(I－1))modL給出，借之減少了存儲(chǔ)器和處理器的尺寸大小及結(jié)構(gòu)性的讀寫完全并行譯碼，從而提高譯碼速度。
文檔編號(hào)H03M13/00GK1897511SQ20061008693
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月19日
發(fā)明者胡家義, 王文博 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)