[發明專利]一種低密度奇偶校驗碼譯碼裝置和譯碼方法

有效

• 申請號: 201110238068.X
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102957436A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 白棟;李繼龍;邢觀斌;高鵬;申紅兵;王偉平
• 申請（專利權）人: 北京泰美世紀科技有限公司;國家廣播電影電視總局廣播科學研究院
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 馬鐵良

技術領域

本發明涉及數字通信系統中的前向糾錯編碼領域，尤其涉及一種糾錯編碼方式為具有掩模結構的結構化LDPC碼的譯碼方法。

背景技術

Shannon在著名的“通信的數學理論”中，闡明了在有噪聲信道中實現可靠傳輸的途徑是編碼。他提出了有噪聲信道中信息可傳輸的最大速率，即信道容量；同時也推導出了信息可無錯誤傳輸所需的最小信噪比值，被稱為Shannon極限。雖然Shannon的信道編碼理論給出了最佳編碼的極限性能，但并沒有給出具體的編碼方案。以此為基礎，人們一直致力于尋找性能上接近Shannon極限的編碼方案。

LDPC碼最早由Gallager提出，是一種校驗矩陣非常稀疏的線性分組碼。也就是說，其校驗矩陣中只有非常少量的非“0”元素(對于二進制碼來說，非“0”元素即為“1”元素)。Mackay等人的進一步研究表明，LDPC碼的性能在消息傳遞(MP)迭代譯碼算法下可以接近Shannon極限。

為了解決LDPC碼編碼復雜度較高的問題，近年來提出了結構化的LDPC碼，例如具有準循環(Quasi?Circulant)結構的LDPC碼。QC-LDPC碼的校驗矩陣由若干子矩陣構成。這些子矩陣要么是一個全零子陣，要么是一個由單位矩陣循環移位得到的循環置換矩陣(Circulant?Permutation?Matrix)。更一般的，非全零子陣還可以由多個循環置換矩陣構成。QC-LDPC碼可以采用簡單的移位寄存器的方式進行編碼，同時由于其校驗矩陣結構的規律性，可以大量減少校驗矩陣所需的存儲空間，且有利于譯碼過程中數據的尋址。

為了進一步提升LDPC碼的性能，具有特定度分布的非規則LDPC碼被證明提供了優選的集性能。然而，受制于碼長、結構化參數等具體指標的限制，結構化LDPC碼參數與優選的度分布之間往往不能很好的匹配。為此，帶掩模結構的結構化LDPC碼被提出，解決了度分布的精確近似、碼停止集設計等問題。

LDPC譯碼器通常采用專用的硬件電路來實現，通過并行的結構來提高譯碼吞吐量，然而其固定的結構很難滿足對不同參數(碼長、碼率)和校驗矩陣結構的LDPC碼進行譯碼。

發明內容

本發明的目的是提供一種低密度奇偶校驗碼譯碼裝置和譯碼方法。

本發明的一個方面提供了一種低密度奇偶校驗碼譯碼裝置，包括：

存儲單元，用于存儲初始化的變量節點似然比、更新的變量節點似然比和更新的校驗節點似然比；

控制單元，用于執行校驗節點更新控制和變量節點更新控制，所述校驗節點更新控制包括根據LDPC碼的校驗矩陣的模結構，讀取所述存儲單元中的所述變量節點似然比中的一部分變量節點似然比信息；和根據LDPC碼的校驗矩陣的模結構，將更新的校驗節點似然比保存至該存儲單元；所述變量節點更新控制包括根據LDPC碼的校驗矩陣的模結構，讀取所述存儲單元中的所述校驗節點似然比中的一部分校驗節點似然比信息；和根據LDPC碼的校驗矩陣的模結構，將更新的變量節點似然比保存至該存儲單元；

處理單元，用于執行校驗節點更新和變量節點更新，所述校驗節點更新包括根據LDPC碼的校驗矩陣所約束的編碼比特的校驗關系和所述控制單元讀取的所述一部分變量節點似然比信息，計算得到所述更新的校驗節點似然比；所述變量節點更新包括根據LDPC碼的校驗矩陣所約束的編碼比特的校驗關系和所述控制單元讀取的所述一部分校驗節點似然比信息，計算得到所述更新的變量節點似然比。

本發明的另一個方面提供了一種低密度奇偶校驗碼譯碼方法，包括：

步驟a、初始化存儲單元；

步驟b、根據LDPC碼的校驗矩陣的模結構，讀取所述存儲單元中的所述變量節點似然比中的一部分變量節點似然比信息；

步驟c、根據LDPC碼的校驗矩陣所約束的編碼比特的校驗關系和所述控制單元讀取的所述一部分變量節點似然比信息，計算得到所述更新的校驗節點似然比；

步驟d、根據LDPC碼的校驗矩陣的模結構，將更新的校驗節點似然比保存至該存儲單元；

步驟e、根據LDPC碼的校驗矩陣的模結構，讀取所述存儲單元中的所述校驗節點似然比中的一部分校驗節點似然比信息；

步驟f、根據LDPC碼的校驗矩陣所約束的編碼比特的校驗關系和所述控制單元讀取的所述一部分校驗節點似然比信息，計算得到所述更新的變量節點似然比；

步驟g、據LDPC碼的校驗矩陣的模結構，將更新的變量節點似然比保存至該存儲單元。