專利名稱：一種低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信道編解碼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在第二代數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法。
背景技術(shù)：
信道編碼技術(shù)作為保證通信系統(tǒng)可靠傳輸?shù)幕炯夹g(shù)，在近十年來得到了飛速發(fā)展，以Turbo碼、低密度奇偶校驗碼(LDPC^g)為代表的一大批性能能夠逼近理論極限的信道編碼相繼被發(fā)現(xiàn)并得到深入研究，其中LDPC碼在近幾年尤其得到了關(guān)注，在各項通信標(biāo)準(zhǔn)的制定中，它被廣泛認(rèn)為能夠取代Turbo碼，成為下一代通信系統(tǒng)的主要信道編碼方案。LDPC碼以其接近香農(nóng)極限的優(yōu)異性能和可并行解碼的譯碼結(jié)構(gòu)，得到了廣泛青睞，成為第二代數(shù)字電視廣播(DVB-S》、移動多媒體廣播(CMMB)和數(shù)字電視地面廣播 (DTMB)等通信標(biāo)準(zhǔn)的選用信道編碼，且在通信領(lǐng)域得到越來越廣泛應(yīng)用。這些標(biāo)準(zhǔn)中，準(zhǔn)循環(huán)LDPC(Quasi-cyclic LDPC, QC-LDPC)碼以其逼近香農(nóng)限的解碼門限和并行的譯碼結(jié)構(gòu)，成為目前最受青睞的信道編碼之一。QC-LDPC碼校驗矩陣H具有以下結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，該方法包括調(diào)換校驗陣行列位置，將基于非規(guī)則重復(fù)累加低密度奇偶校驗碼的校驗陣變換為基于準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)校驗陣，然后根據(jù)該準(zhǔn)循環(huán)校驗陣，將第二代數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中的非規(guī)則重復(fù)累加低密度奇偶校驗碼轉(zhuǎn)換成基于循環(huán)移位矩陣的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗碼，實現(xiàn)可配置的半并行準(zhǔn)循環(huán)結(jié)構(gòu)的硬件譯碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述調(diào)換校驗陣行列位置，將基于非規(guī)則重復(fù)累加低密度奇偶校驗碼的校驗陣變換為基于準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)校驗陣，具體包括首先調(diào)換原非規(guī)則重復(fù)累加校驗陣右方的雙對角線陣的列位置，然后調(diào)換整個校驗陣的行位置，使校驗陣準(zhǔn)循環(huán)化，將校驗陣變換為準(zhǔn)循環(huán)校驗陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述調(diào)換原非規(guī)則重復(fù)累加校驗陣右方的雙對角線陣的列位置，在調(diào)換之前對于第二代數(shù)字電視廣播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的LDPC碼校驗陣H，將該校驗陣的雙對角線矩陣B的第0行最右邊的0改為 1，得到MXM大小的矩陣C，其中C的每一列均由前一列循環(huán)下移一位構(gòu)成，M為校驗陣H的行數(shù)
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，對MXM 的矩陣 C，按照第 0、M/p、2M/p、. . .、(ρ-1)Μ/ρ、1、Μ/ρ+1、2Μ/ρ+1、· · ·、(p_l)M/p+l、· · ·、M/p-1、Μ/ρ+(Μ/ρ-1)、2Μ/ρ+(Μ/ρ-1).....(ρ-1)Μ/ρ+(Μ/ρ_1)列的次序進(jìn)行列重排，得到一個新的MXM的矩陣D ；該矩陣D每ρ列為1組，其第1列以某種算法確定，其后p-1列為該ρ 列的第1列逐次循環(huán)下移Μ/ρ位確定，即矩陣D = [An_m，An_m+1，…，An_J，其中Ai (n-m彡i < η)為MXp的矩陣，其第1列以某種算法確定，其后P-I列由第1列逐次循環(huán)下移Μ/ρ位確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述調(diào)換原非規(guī)則重復(fù)累加校驗陣右方的雙對角線陣的列位置，在調(diào)換之后得到新的校驗陣H1 = [AojA1, ...,AnT1，D] = [AojA1, ...,AnJ,其中 AJO彡 i <η)為 MXp 的矩陣，其第 1 列以某種算法確定，其后P-I列由第1列逐次循環(huán)下移Μ/ρ位確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，將矩陣 H1 按照第 0、Μ/ρ、2Μ/ρ、· · ·、(ρ-1)Μ/ρ、1、Μ/ρ+1、2Μ/ρ+1、· · ·、(ρ_1)Μ/ρ+1、· . .、M/p_l、M/P+(M/p-l)、2M/p+(M/p-l).....(p-l)M/p+(M/p-l)行的次序進(jìn)行行重排，得到校驗陣H2 ；該校驗陣吐由一個個循環(huán)移位矩陣塊構(gòu)成，每一個循環(huán)移位矩陣塊的大小為pXp，塊內(nèi)每一行都是由前一行循環(huán)右移一位構(gòu)成；即校驗矩陣H2的結(jié)構(gòu)如下
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述調(diào)換整個校驗陣的行位置，調(diào)換之后的矩陣為循環(huán)移位矩陣Zm (0j< η)，該循環(huán)移位矩陣」中1的位置用偏移量？㈩⑴彡i <m，0 ^ j < η)表示，其中中第一行的1的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述準(zhǔn)循環(huán)校驗陣為H2,其半并行的譯碼器裝置包含信道信息輸入模塊、信道信息存儲模塊、外信息存儲模塊、譯碼結(jié)果存儲模塊、譯碼結(jié)果輸出模塊、譯碼信息配置ROM模塊、旋轉(zhuǎn)模塊和和積運(yùn)算組模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述信道信息輸入模塊將輸入的信道信息U= [u0,U1,…，IVnrl，s]重新排列成U2= [u0,U1,…， un_J，譯碼輸入的信道信息記為U = [u0, U1,…，Un^1, s]，其中Ui(0彡i <m)為第ip [(i+l)p-l]個輸入信道信息，s為第(n-m)p (np-1)個輸入信道信息；將信道信息s的按照第 0、Μ/ρ、2Μ/ρ、· · ·、(ρ-1)Μ/ρ、1、Μ/ρ+1、2Μ/ρ+1、· · ·、(p_l)M/p+l、· · ·、M/p_l、M/p+(M/p-l)、2M/p+(M/p-l).....(p-1)M/p+(M/p-l)個的次序進(jìn)行列重排，得到一個新的IXM的矩陣t ；矩陣t每ρ列為1組，即矩陣t = [un_m，un_m+1，…，un_J，則得到重排的信道信息U2 =[U0, U1,…，un_J，其中Ui(0彡i <n)為第i個子塊的P個輸入信道信息；該譯碼器裝置根據(jù)重排的信道信息U2進(jìn)行譯碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述信道信息存儲模塊將信道信息U2按子塊Ui (0 < i < η)保存，每一個子塊的信道信息保存在同一個地址中。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述外信息存儲模塊保存譯碼運(yùn)算輸出的外信息，每個地址保存P個外信息，這P個外信息對應(yīng)于同一個循環(huán)移位矩陣；對于一個循環(huán)移位矩陣塊大小為ρΧΡ的通用校驗陣，循環(huán)塊內(nèi)任意一個1元素，均存在其對應(yīng)的P個循環(huán)移位樣本元素；將每P個相關(guān)的循環(huán)移位樣本按行坐標(biāo)(列坐標(biāo))從小到大排成1行，作為一個整體占用1個存儲單元，構(gòu)成了以P個相關(guān)的循環(huán)移位樣本為基本存儲單元的外信息存儲結(jié)構(gòu)；所有的基本存儲信息單元按照所在塊在校驗陣中的位置從左到右、從上到下的順序編號，按其編號放入相應(yīng)地址的存儲單元中；外信息存儲的數(shù)據(jù)按照每行塊逐塊、逐行塊的順序存儲每個存儲單元的P個相關(guān)的循環(huán)移位樣本按照行坐標(biāo)從小到大排列；不同存儲單元的數(shù)據(jù)按照每行塊逐塊、逐行塊的順序排列。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述譯碼結(jié)果存儲模塊保存譯碼判定比特，每一個子塊的譯碼判定比特保存在同一個地址中。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述譯碼結(jié)果輸出模塊將譯碼判定比特的前N-M比特輸出，作為譯碼器的譯碼結(jié)果。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述譯碼信息配置ROM模塊存儲循環(huán)移位矩陣的偏移量Pi, j及其位置信息，供譯碼配置使用。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述位置信息是循環(huán)移位矩陣的尋址地址，該尋址地址的構(gòu)建方法如下將所有的基本存儲信息單元按照所在塊在校驗陣中的位置從上到下、從左到右的順序編號，按其編號尋址其在外信息存儲單元中的位置，該位置即為地址編號，然后將這些地址編號逐個排列起來，即為其尋址信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)模塊根據(jù)ROM中的偏移量信息r將輸入的ρ個外信息[vk,…vka, . . .，vk,p_J循環(huán)移位為 [vk,r, Vkjr+1, . . .，Vk^1，Vkj0, Vka, . . .，Vk,rt]，其中和運(yùn)算時r的值為Pi,」，積運(yùn)算時r的值為 P—I—Pi,」。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，其特征在于，所述和積運(yùn)算組模塊包含P個和積運(yùn)算器單元，實現(xiàn)P路并行和積運(yùn)算，其中和積運(yùn)算器單元分別執(zhí)行串行和運(yùn)算以及串行積運(yùn)算；在和積運(yùn)算單元執(zhí)行串行和運(yùn)算時，串行輸入信道信息 u0i和外信息vki，求出其和運(yùn)算的外信息，并串行輸出更新的外信息 和譯碼硬判決Cli ；在和積運(yùn)算器單元執(zhí)行串行積運(yùn)算時，串行輸入外信息vkj，求出其積運(yùn)算的外信息，并串行輸出更新的外信息外信息Vji。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)譯碼方法，該方法包括調(diào)換校驗陣行列位置，將基于非規(guī)則重復(fù)累加低密度奇偶校驗碼的校驗陣變換為基于準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗碼的準(zhǔn)循環(huán)校驗陣，然后根據(jù)該準(zhǔn)循環(huán)校驗陣，將第二代數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中的非規(guī)則重復(fù)累加低密度奇偶校驗碼轉(zhuǎn)換成基于循環(huán)移位矩陣的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗碼，實現(xiàn)可配置的半并行準(zhǔn)循環(huán)結(jié)構(gòu)的硬件譯碼。利用本發(fā)明，將第二代數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中的非規(guī)則重復(fù)累加低密度奇偶校驗碼，轉(zhuǎn)換成一種基于循環(huán)移位矩陣的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗碼，從而實現(xiàn)了其準(zhǔn)循環(huán)結(jié)構(gòu)的譯碼，實現(xiàn)了第二代數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中各種不同碼率碼的可配置譯碼。
文檔編號H04L1/00GK102315899SQ20101022258
公開日2012年1月11日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者李婧, 梁利平, 管武 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所