[發(fā)明專(zhuān)利]一種適用于5G系統(tǒng)的LDPC碼編解碼器復(fù)用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810552073.X
• 申請(qǐng)日: 2018-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108736898B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜明;朱名揚(yáng);趙春明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H03M13/11
• 分類(lèi)號(hào): H03M13/11
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

本發(fā)明涉及一種適用于5G系統(tǒng)的LDPC碼編解碼器復(fù)用方法，針對(duì)5G標(biāo)準(zhǔn)中LDPC碼校驗(yàn)矩陣的結(jié)構(gòu)，編碼器可通過(guò)復(fù)用解碼器的部分單元實(shí)現(xiàn)，其中，對(duì)于雙對(duì)角部分，將消息比特，以及置為零的校驗(yàn)比特送入解碼器。利用解碼器第1次迭代中校正子計(jì)算，輸出校正子作為核心陣編碼計(jì)算校驗(yàn)位所需的中間變量，再經(jīng)確定的邏輯計(jì)算即可得雙對(duì)角部分編碼結(jié)果。對(duì)于單對(duì)角擴(kuò)展部分，將消息比特、雙對(duì)角編碼比特和剩余打孔的待編碼校驗(yàn)比特再送入解碼器，解碼器繼續(xù)進(jìn)行1次迭代，單對(duì)角線對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)位迭代譯碼輸出即為相應(yīng)的編碼結(jié)果。對(duì)于需同時(shí)實(shí)現(xiàn)編解碼功能的設(shè)備而言，省去了編碼器設(shè)計(jì)以及減少了編碼器電路所耗資源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于5G系統(tǒng)的LDPC碼編解碼器復(fù)用方法，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

LDPC碼即低密度奇偶校驗(yàn)(Low-Density Parity-Check,LDPC)碼，它是由RobertG.Gallager博士于1963年首次提出的一類(lèi)具有稀疏校驗(yàn)矩陣的線性分組碼。LDPC碼的特點(diǎn)取決于它的奇偶校驗(yàn)矩陣，其校驗(yàn)矩陣的行列重量非常小，是一個(gè)十分稀疏的矩陣，所以稱(chēng)之為低密度。LDPC碼可以通過(guò)生成矩陣、相應(yīng)的校驗(yàn)矩陣或者二分圖(Tanner圖) 進(jìn)行描述。

實(shí)用的LDPC碼校驗(yàn)矩陣，通常是基于分塊結(jié)構(gòu)的矩陣。對(duì)于隨機(jī)構(gòu)造的校驗(yàn)矩陣，相應(yīng)的編碼器、解碼器復(fù)雜度太高，導(dǎo)致LDPC碼硬件實(shí)現(xiàn)困難，實(shí)用性大大降低。分塊結(jié)構(gòu)的校驗(yàn)矩陣，一般由若干個(gè)單位矩陣或循環(huán)移位的單位矩陣組成，也稱(chēng)之為排列陣。基于這種結(jié)構(gòu)，部分并行的編解碼器相應(yīng)而生，有效降低了LDPC碼編解碼器的復(fù)雜度。分塊結(jié)構(gòu)的校驗(yàn)矩陣可以通過(guò)基矩陣的方式描述，基矩陣的各個(gè)元素表示各分塊的循環(huán)移位值。

LDPC碼編碼算法一般分為基于生成矩陣編碼、基于校驗(yàn)矩陣編碼兩大類(lèi)；通常，硬件編碼器采用基于校驗(yàn)矩陣的編碼方式；結(jié)合特殊構(gòu)造的LDPC碼校驗(yàn)矩陣，硬件編碼器主要使用加法器和存儲(chǔ)器，通過(guò)地址發(fā)生器的控制，完成對(duì)校驗(yàn)比特的遞推計(jì)算，得到編碼結(jié)果。LDPC碼譯碼算法包括比特翻轉(zhuǎn)(Bit Flipping)、置信傳播類(lèi)(BeliefPropagation)、迭代排序統(tǒng)計(jì)譯碼(Iterative Ordered Statistics Decoding)三類(lèi)算法；其中，置信傳播類(lèi)算法具有優(yōu)秀的譯碼性能，如BP譯碼算法、最小和譯碼算法。BP譯碼算法雖然性能卓越，但在硬件實(shí)現(xiàn)上較為復(fù)雜，需要龐大的查表網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)運(yùn)算，資源消耗巨大；而最小和算法具有良好的硬件友好性，其算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，硬件資源消耗較??；很大一部分LDPC碼硬件解碼器采用了最小和譯碼算法。

對(duì)于硬件編解碼器而言，資源開(kāi)銷(xiāo)是限制LDPC碼編解碼器的一大瓶頸。極大的的邏輯資源、存儲(chǔ)資源需求量，常常成為設(shè)計(jì)LDPC碼解碼器的難點(diǎn)。因此，尋求速率和資源的折中，是實(shí)際工程應(yīng)用中必要的考慮內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用于5G系統(tǒng)的LDPC碼編解碼器復(fù)用方法，針對(duì)5G系統(tǒng)中LDPC碼的編碼，通過(guò)復(fù)用解碼器部分單元用作編碼工作，在保證編碼效率的基礎(chǔ)上，既節(jié)省了硬件資源，同時(shí)也省去了編碼器設(shè)計(jì)。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種適用于5G系統(tǒng)的LDPC碼編解碼器復(fù)用方法，包括如下步驟：

步驟S101.根據(jù)解碼與雙對(duì)角核心部分編碼的判斷，初始化解碼器輸入的似然比信息 Y_n，然后進(jìn)入步驟S102；

步驟S102.初始化迭代次數(shù)k＝0，以及最大迭代次數(shù)K，對(duì)于各變量節(jié)點(diǎn)v_n，按如下：

初始化變量節(jié)點(diǎn)v_n向與其在二分圖上相連的各校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)c_m傳遞信息然后進(jìn)入步驟S103；n∈[1,N]，N表示5G系統(tǒng)LDPC碼的校驗(yàn)矩陣的列數(shù)，m∈A(n)，A(n)表示變量節(jié)點(diǎn)v_n參與的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)集合；