[發明專利]節省存儲資源的多元LDPC碼譯碼方法及裝置

有效

• 申請號: 201010137864.X
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN101834614A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 白寶明;何光華;李博;李琪;林偉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明涉及通信系統，屬于數字通信系統中的前向糾錯裝置，特別是提供一種多元LDPC碼的譯碼方法，可以在信道編碼方式為多元LDPC碼的通信系統中采用，尤其適用于以自適應編碼調制技術為核心的寬帶無線通信系統，以滿足高速高效的要求。

背景技術

LDPC碼是一類校驗矩陣為稀疏矩陣的線性分組碼，最早由Gallager于1962年提出，譯碼器使用了低復雜度的迭代譯碼算法。由于受到當時計算能力的限制，LDPC碼曾一度被認為是一種不實用碼，很長的一段時間內被人們所忽視。到了上世紀90年代初Turbo碼的問世，特別是硬件水平的飛速發展，LDPC碼的優異性能才重新為人們所認識。1996年，MacKay和Neal指出具有線性譯碼復雜度的隨機構造的LDPC長碼可以與Turbo碼匹敵。1997年Luby等擴展了Gallager的規則LDPC碼，提出了性能更優越的非規則LDPC碼。目前，大部分研究工作以及發明專利是針對二元LDPC碼的。一些具有高速、快速譯碼算法、低存儲器需求的結構型二元LDPC譯碼器已經被廣泛應用到各種通信系統中，如3GPP2、802.16e、802.11n等等。

1998年，Davey和MacKay研究了多元LDPC碼，結果表明其性能要優于二元LDPC碼，但這是以更大的編譯碼復雜度換取的。2005年，Shu?Lin等人提出了幾種基于有限域構造多元準循環LDPC碼的方法，其編碼增益超過采用代數譯碼算法下相同碼長和碼率的RS碼。

與二元LDPC碼相比，多元LDPC碼的不僅具有更好的糾錯性能，并且抗突發錯誤能力強、適合高速率傳輸。但是現有的多元LDPC的研究工作做得相對較少，存在很多問題：包括較高的存儲空間以及較復雜的編碼過程等方面。尤其是在多元LDPC碼的譯碼問題上，多元LDPC符號所在的域是GF(q)，其中q＝2^m。由于多元LDPC碼譯碼算法是在符號級上的，所以標準的和積算法的實現復雜度會隨著m的增加而迅速增加。另一方面，為提高多元LDPC碼的糾突發錯誤能力，又希望增大m，因此就形成了多元LDPC碼在譯碼算法復雜度和糾錯性能之間的不平衡性。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種節省存儲資源的多元LDPC碼譯碼方法及設備，以實現多元LDPC碼中譯碼復雜度和糾錯性能的平衡，在譯碼復雜度固定情況下，降低對譯碼設備中存儲空間的高容量需求，以便使GF(q)域上的多元LDPC碼在實際系統中得到更好的應用。

為實現上述目的，本發明提出一種節省存儲資源的多元LDPC碼譯碼裝置，包括：

加載模塊，用于接收并存儲軟信息；

變量節點更新模塊，用于接收校驗節點傳輸的信息并將其按超列運算，更新變量節點的信息，并將更新后的自身信息傳輸給校驗節點更新模塊；

校驗節點更新模塊，用于接收變量節點傳輸的信息并將其按超行運算，更新校驗節點的信息，并將更新后的信息傳輸給變量節點更新模塊；

路由模塊，用于存儲校驗矩陣H中變量節點和校驗節點的互聯信息，傳輸給變量節點更新模塊和校驗節點更新模塊作為迭代時的運算關系；

卸載模塊，用于接收和判決每輪變量節點更新模塊迭代運算完成后的信息序列c，如果cH^T＝0成立，則將譯碼結果c中的信息位輸出；如若達到最大迭代次數，無論cH^T＝0是否成立，都要將譯碼結果c中的信息位輸出；

控制邏輯模塊，用于向所述的各個模塊傳送控制信息，使其處于正常的工作時序下，保證數據流動的正確性。

為實現上述目的，本發明提出的一種節省存儲資源的多元LDPC譯碼方法，包括如下步驟：

(1)加載模塊接收和儲存調器輸出的解調信息向量；

(2)變量節點更新模塊從加載模塊中讀取解調信息向量，并將向量中的n_m個較大實值及其對應的域值傳遞給校驗節點，n_m≤q，q為多元LDPC碼所在的GF(q)域的大?。?/p>

(3)校驗節點更新模塊從路由模塊中讀取信息向量，首先對信息向量做域值置換，之后對信息向量進行超行運算，并對運算結果做逆域值置換，最后將運算結果填入路由模塊中的存儲空間；

(4)變量節點更新模塊從路由模塊中讀取信息向量，進行超列運算后，將運算結果填入路由模塊中的存儲空間，并將更新后全部變量節點信息組成的譯碼序列c傳遞給卸載模塊；

(5)卸載模塊對譯碼序列c進行判決，若滿足cH^T＝0或達到最大迭代次數，則將譯碼序列中的信息位輸出，并記錄當前輪次迭代次數；否則，轉到步驟(3)。