[發(fā)明專利]一種基于隨機計算的LDPC譯碼器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410451143.4
• 申請日: 2014-09-06
• 公開（公告）號: CN104283571A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設計）人: 陳赟;張啟晨;吳迪;曾曉洋
• 申請（專利權(quán)）人: 復旦大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.?一種基于隨機計算的LDPC譯碼器，其特征在于，基于概率域中置信傳播算法的隨機計算算法進行譯碼，其結(jié)構(gòu)包括：適合IEEE?802.3an（10GBASE-T）?標準中的（2048,1723）校驗矩陣的NDS系數(shù)的查找表LUT陣列，采用計數(shù)器做概率跟蹤的新結(jié)構(gòu)VN，以及針對隨機計算收斂時間長的特點而提出的三種用于加速收斂的硬件結(jié)構(gòu)，分別為：?基于LUT陣列的初始化陣列VN中硬判別計數(shù)器的初始化模塊；在CN校驗結(jié)果達到一定階段后進行算法切換的判別模塊，簡稱切換判別模塊；在CN校驗結(jié)果達到一定階段后翻轉(zhuǎn)初始化陣列VN輸出的判別模塊，簡稱翻轉(zhuǎn)判別模塊；其中：

所述的LUT陣列，將帶有噪聲的信道信息量化成為對應的概率值，NDS系數(shù)將概率值縮減到合理的范圍；所述新結(jié)構(gòu)VN節(jié)點，即將傳統(tǒng)隨機計算的VN節(jié)點中的EM換成了計數(shù)器和比較器的組合；其中，計數(shù)器接用于收來自子VN節(jié)點的匹配信息，計數(shù)器的值進行相應的加減操作，這樣計數(shù)器就能跟蹤概率值，然后計數(shù)器的值和一個隨機數(shù)通過比較器進行比較，其結(jié)果在非匹配狀態(tài)下作為輸出；所述的初始化模塊，基于LUT陣列的初始化陣列VN接收來自信道的信道信息，然后對對應初始化陣列VN中的硬判別計數(shù)器進行初始化，初始化的數(shù)值等于信道信息的概率值；所述的切換判別模塊，用以解決解碼長時間停滯的問題，對所有校驗模塊的輸出結(jié)果進行統(tǒng)計，在一定值的時候切換為比特翻轉(zhuǎn)算法；所述的翻轉(zhuǎn)判別模塊，用以統(tǒng)計某一初始化陣列VN所連接的所有CN模塊的校驗結(jié)果，達到一定值時翻轉(zhuǎn)初始化陣列VN的輸出結(jié)果。

2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于隨機計算的LDPC譯碼器，其特征在于：所述LUT陣列，共有2048個LUT，對應碼長2048；每個LUT根據(jù)公式???????????????????????????????????????????????計算信道信息對應的概率值，其中代表帶有噪聲的信道信息；計算出對應的概率值后，根據(jù)NDS系數(shù)對概率值進行一定的縮小，使得所有輸入值的概率值在一定大小范圍中；NDS系數(shù)通過計算機仿真確定。

3.?根據(jù)權(quán)利要求?2?所述的基于隨機計算的LDPC譯碼器，其特征在于：所述的新結(jié)構(gòu)的VN節(jié)點，采用了7bit的計數(shù)器，作為存儲匹配狀態(tài)時的輸入使用；該計數(shù)器由初始化LUT進行信道概率值的初始化，然后當輸入為匹配狀態(tài)時，計數(shù)器根據(jù)輸入的“1”或“0”進行加或者減計數(shù)；該計數(shù)器后有一個比較器將計數(shù)器的數(shù)值和一個隨機數(shù)進行比較，前者大于后者時輸出“1”，前者小于后者時輸出“0”；當輸入為不匹配狀態(tài)時，子VN輸出計數(shù)器的輸出。

4.?根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于隨機計算的LDPC譯碼器，其特征在于：基于LUT陣列的初始化陣列VN中硬判別計數(shù)器的初始化模塊，其中共包含2048?個LUT，對應于碼長2048；每一個LUT對應于一個VN節(jié)點；在一個新的碼字輸入后，接收從轉(zhuǎn)化概率值的LUT陣列中傳出的概率值，然后根據(jù)這個值對對應VN中的子VN中的計數(shù)器進行初始化，使得計數(shù)器的初始值與飽和值的比值等于信道概率值。

5.?根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于隨機計算的LDPC譯碼器，其特征在于：所述的切換判別模塊，用于進行譯碼算法的切換；該模塊由一個加法器和一個比較器組成，加法器接收來自于校驗模塊的輸入，統(tǒng)計校驗的2048個輸入中有多少個“1”；當個數(shù)大于“25”時輸出“0”，小于“25”時輸出“1”，使能有效，切換為比特翻轉(zhuǎn)算法。

6.?據(jù)權(quán)利要求5所述的基于隨機計算的LDPC譯碼器，其特征在于：所述的翻轉(zhuǎn)判別模塊，用于翻轉(zhuǎn)VN節(jié)點中計數(shù)器的正負號，達到翻轉(zhuǎn)VN輸出的功能；該模塊由一個加法器和一個比較器組成，加法器接收來自于校驗模塊的輸入，統(tǒng)計校驗的2048個輸入中有多少個“1”，當個數(shù)大于“3”時輸出“0”，小于“25”時輸出“1”，使能有效。