[發(fā)明專利]低密度奇偶校驗(yàn)碼譯碼方法及裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710307835.1
• 申請(qǐng)日: 2007-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN101471674A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王單;汝聰翀;魏立軍;樸范鎮(zhèn);樸盛鎮(zhèn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星電子株式會(huì)社;北京三星通信技術(shù)研究有限公司
• 主分類號(hào): H03M13/11
• 分類號(hào): H03M13/11
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 戎志敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字通信系統(tǒng)的編解碼技術(shù)，具體地，涉及一種低密度奇偶校驗(yàn)碼的譯碼方法和使用該方法的裝置。

背景技術(shù)

對(duì)于通信系統(tǒng)，信道編碼技術(shù)是確保在有噪聲的信道中進(jìn)行可靠通信的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前的一些通信標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)采用Turbo碼和低密度奇偶校驗(yàn)碼(low-density?parity-check，簡(jiǎn)記為L(zhǎng)DPC)等現(xiàn)代編碼作為其前項(xiàng)糾錯(cuò)碼。在IEEE?802.16e移動(dòng)全球互通微波接入標(biāo)準(zhǔn)中，Turbo碼和LDPC碼同時(shí)作為可選的前項(xiàng)糾錯(cuò)碼。除此之外，第二代數(shù)字衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)(Digital?video?broadcasting?satellite?version?2，簡(jiǎn)記為DVB-S2)、清華大學(xué)提出的地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)(Digitaltelevision?terrestrial?broadcasting?system，簡(jiǎn)記為DVB-T)和TiMi公司提出的移動(dòng)多媒體廣播系統(tǒng)(Mobile?multimedia?broadcastingsystem，簡(jiǎn)記為CMMB)都采用了LDPC碼作為信道編碼。

由于LDPC碼具有卓越的糾錯(cuò)性能和相對(duì)較低的譯碼復(fù)雜度，人們認(rèn)為它比Turbo碼更具有效性。在設(shè)計(jì)LDPC碼譯碼器過程中，有一些因素必須仔細(xì)考慮。首先，需要確定譯碼器的并行度。分組并行(Block-level?parallel)和次分組并行(sub-block-level?parallel)是常用的結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)在譯碼器實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和吞吐量之間做了較好的折中。其次，需要考慮的因素是迭代譯碼過程中消息的存儲(chǔ)方式。在傳統(tǒng)的置信傳播算法(belief?propagation，簡(jiǎn)記為BP，參見對(duì)比文件1：F.R.Kschischang?and?B.J.Frey，and?H.A.Loeliger，F(xiàn)actor?graphs?and?thesum-product?algorithm.2001.IEEE?Trans.Inf.Theory，47(2)，pp.498～519)中，當(dāng)前迭代運(yùn)算用到前一次迭代運(yùn)算的結(jié)果，所以這些消息必須存儲(chǔ)下來。然而，基于變量節(jié)點(diǎn)消息向量(variable?nodemessage?vector，簡(jiǎn)記為VN_M[3])以校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)為中心(check?nodecentral，簡(jiǎn)記為CN_C)的BP算法。

消息的更新是觸發(fā)式的，不需要存儲(chǔ)前一次迭代的結(jié)果，因此，這種算法可以使用較少的消息存儲(chǔ)器。此外，譯碼所需的迭代次數(shù)是LDPC碼譯碼器的一個(gè)重要特性。使用傳統(tǒng)BP算法，譯碼所需的迭代次數(shù)一般是從30次到50次不等，具體的迭代次數(shù)取決于性能要求。但是為達(dá)到相同的性能，CN_CBP算法所需的迭代次數(shù)近似傳統(tǒng)BP算法的一半。最后需要考慮的因素是滿足性能要求的同時(shí)盡可能降低校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的譯碼復(fù)雜度。

為了實(shí)現(xiàn)并行譯碼，LDPC碼的校驗(yàn)矩陣需要有特殊的結(jié)構(gòu)。Wimax系統(tǒng)和DVB-T系統(tǒng)中采用了準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼，這類碼是基于循環(huán)矩陣構(gòu)造的。在DVB-S2和CMMB系統(tǒng)中，使用的LDPC碼具有更隨機(jī)的結(jié)構(gòu)，此類碼采用基矩陣和一定的擴(kuò)展規(guī)則構(gòu)造的，具有潛在的并行性。譯碼器并行分支數(shù)、消息存儲(chǔ)和更新方法要根據(jù)LDPC碼校驗(yàn)矩陣的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)吞吐量來確定。

下面，簡(jiǎn)單介紹傳統(tǒng)BP算法和CN_CBP算法。BP算法可以用二部圖很好的表示，參見圖1。二部圖包括兩個(gè)節(jié)點(diǎn)集合，一個(gè)是101所示的對(duì)應(yīng)于碼字比特的變量節(jié)點(diǎn)集合一個(gè)是102所示的對(duì)應(yīng)于約束關(guān)系的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)集合。