[發(fā)明專利]低密度奇偶校驗(yàn)碼的混疊譯碼方法及多核協(xié)同混疊譯碼器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410112876.5
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103916134B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷柳國;林柏洪;李琪;陸建華
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 羅文群

1.一種低密度奇偶校驗(yàn)碼的混疊譯碼方法，其特征在于該混疊譯碼方法包括以下步驟：

（1）低密度奇偶校驗(yàn)碼的譯碼過程使用的校驗(yàn)矩陣的表達(dá)式為：

其中，Π_i,j為一個(gè)子方陣，子方陣的列數(shù)為L，L=2ⁿ,n為整數(shù)，該子方陣為0方陣，或者為一個(gè)每行只有一個(gè)1、每列只有一個(gè)1的方陣，設(shè)矩陣中的子方陣Π_i,j用0或1代替，得到一個(gè)基矩陣該基矩陣的列數(shù)為N_b，行數(shù)為M_b，C₁,C₂,...,分別為M_bL×L的子矩陣，記為宏列，分別為L×N_bL的子矩陣，記為宏行；

（2）上述校驗(yàn)矩陣中的每一列為譯碼過程中使用的泰納圖的變量節(jié)點(diǎn)v，校驗(yàn)矩陣中的每一行為譯碼過程中使用的泰納圖的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)c，與上述校驗(yàn)矩陣中非零元素所在的行與列相對應(yīng)的變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)之間有一條邊相連，初始化時(shí)，設(shè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)c_i傳遞給變量節(jié)點(diǎn)v_j的信息變量節(jié)點(diǎn)v_j傳遞給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)c_i的信息為其中為變量節(jié)點(diǎn)v_j從無線通信傳輸信道接收的與調(diào)制方式相關(guān)的對數(shù)似然比信息；

（3）將低密度奇偶校驗(yàn)碼的譯碼過程劃分為(L+d_v+d_c)×T_iter個(gè)譯碼階段，其中L為所述校驗(yàn)矩陣中的子方陣的列數(shù)，d_v為譯碼器中設(shè)定的變量節(jié)點(diǎn)的計(jì)算延時(shí)所占的等效階段數(shù)，d_c為譯碼器中設(shè)定的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算延時(shí)所占的等效階段數(shù)，T_iter為譯碼器用戶根據(jù)編碼增益設(shè)定的計(jì)算迭代次數(shù)；

（4）對上述變量節(jié)點(diǎn)v進(jìn)行譯碼，記為列譯碼，在第(L+d_v+d_c)×i譯碼階段至第(L+d_v+d_c)×i+L譯碼階段的每個(gè)譯碼階段中，從步驟（1）的每一列宏列中按從左到右順序取出一列，對與該列相對應(yīng)的變量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，得到變量節(jié)點(diǎn)v_j傳給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)c_i的更新信息以及用于對上述步驟（2）中的發(fā)送比特進(jìn)行判決的后驗(yàn)信息計(jì)算公式如下：

其中，i＝0,1,2,...,T_iter-1，為步驟（2）所述的對數(shù)似然比信息；表示與校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)c_i相連的所有變量節(jié)點(diǎn)組成的集合，表示與變量節(jié)點(diǎn)v_j相連的所有校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組成的集合，表示除c_i以外與變量節(jié)點(diǎn)v_j相連的所有校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)組成的集合，表示未更新的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)c_i傳給變量節(jié)點(diǎn)v_j的信息；

（5）對校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行譯碼，記為行譯碼，在第(L+d_v+d_c)×k+L/2+d_v譯碼階段到第(L+d_v+d_c)×(k+1)+L/2-d_c譯碼階段的每個(gè)譯碼階段中，從步驟（1）所述的每一宏行中按從上到下的順序取出一行，對與該行相對應(yīng)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，得到校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)c_i傳給變量節(jié)點(diǎn)v^j的更新信息計(jì)算公式如下：

其中k＝0,1,2,...,T_iter-2，表示變量節(jié)點(diǎn)v_j傳給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)c_i的未更新信息，β為一參數(shù)，取值范圍為0到1，sign(x)為一函數(shù)，當(dāng)x為正數(shù)時(shí)，sign(x)為1，x為負(fù)數(shù)時(shí)，sign(x)為-1，x為0時(shí)，以相等的概率取1或-1；

（6）根據(jù)步驟（4）得到的對變量節(jié)點(diǎn)傳給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的未更新的信息進(jìn)行更新，記為列更新，即在第(L+d_v+d_c)×i+d_v譯碼階段到第(L+d_v+d_c)×i+L+d_v譯碼階段的每個(gè)譯碼階段，完成以下賦值：

Qvj→ciold=Qvj→cinew]]>

（7）根據(jù)步驟（5）得到的對校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)傳給變量節(jié)點(diǎn)的未更新信息進(jìn)行更新，記為行更新，即在第(L+d_v+d_c)×k+L/2+d_v+d_c譯碼階段到第(L+d_v+d_c)×(k+1)+L/2譯碼階段的每個(gè)譯碼階段，完成以下賦值：

Rci→vjold=Rci→vjnew]]>

（8）信息比特的判決：在第(L+d_v+d_c)×(T_iter-1)譯碼階段到第(L+d_v+d_c)×(T_iter-1)+L譯碼階段的每個(gè)譯碼階段中，根據(jù)步驟（4）計(jì)算得到的后驗(yàn)信息對無線傳輸信道的接收信息比特進(jìn)行判決，判決規(guī)則為：若大于或等于0，則判定與變量節(jié)點(diǎn)v_j相對應(yīng)的接收信息比特為0，若小于0，則判定與變量節(jié)點(diǎn)v_j相對應(yīng)的接收信息比特為1，完成低密度奇偶校驗(yàn)碼的譯碼。

2.一種低密度奇偶校驗(yàn)碼的多核協(xié)同混疊譯碼器，其特征在于該多核譯碼器包括：

對數(shù)似然比信息儲存單元，用于儲存從無線通信傳輸信道接收的與調(diào)制方式相關(guān)的對數(shù)似然比信息；

變量節(jié)點(diǎn)運(yùn)算單元組，用于：通過循環(huán)總線從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)輸出信息儲存單元中讀出校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)傳給變量節(jié)點(diǎn)的信息，計(jì)算得到變量節(jié)點(diǎn)傳給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的信息以及變量節(jié)點(diǎn)的后驗(yàn)信息，并將變量節(jié)點(diǎn)的后驗(yàn)信息通過循環(huán)總線存入變量節(jié)點(diǎn)輸出信息儲存單元中，將變量節(jié)點(diǎn)的后驗(yàn)信息傳給判決比特處理單元；

校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)運(yùn)算單元組，用于：通過循環(huán)總線從變量節(jié)點(diǎn)輸出信息儲存單元中讀出變量節(jié)點(diǎn)傳給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的信息，計(jì)算得到校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)傳給變量節(jié)點(diǎn)的信息，并將該信息通過循環(huán)總線存入校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)輸出信息儲存單元中；

變量節(jié)點(diǎn)輸出信息儲存單元，用于儲存變量節(jié)點(diǎn)傳給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的信息，變量節(jié)點(diǎn)輸出信息儲存單元通過循環(huán)總線同時(shí)與變量節(jié)點(diǎn)運(yùn)算單元組和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)運(yùn)算單元組相連。

校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)輸出信息儲存單元，用于儲存校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)傳給變量節(jié)點(diǎn)的信息，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)輸出信息儲存單元通過循環(huán)總線同時(shí)與變量節(jié)點(diǎn)運(yùn)算單元組和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)運(yùn)算單元組相連。

判決比特處理單元，用于判定變量節(jié)點(diǎn)輸出的后驗(yàn)信息，得到與各變量節(jié)點(diǎn)相對應(yīng)的比特，并將判定的比特串行輸出；

控制模塊，用于產(chǎn)生各模塊的控制時(shí)序，控制對數(shù)似然比信息儲存單元接收輸入的對數(shù)似然比信息，控制循環(huán)總線上變量節(jié)點(diǎn)運(yùn)算單元組、變量節(jié)點(diǎn)輸出信息儲存單元、校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)運(yùn)算單元組及校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)輸出信息儲存單元四個(gè)模塊同時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)多核協(xié)同混疊譯碼，同時(shí)控制判決比特處理單元根據(jù)變量節(jié)點(diǎn)輸出的后驗(yàn)信息對接收比特進(jìn)行判定，完成低密度奇偶校驗(yàn)碼的譯碼。