[發(fā)明專利]一種適用于宇航通信的速率自適應型LDPC譯碼器

有效

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• 申請日: 2019-03-08
• 公開（公告）號: CN109889209B
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發(fā)明（設計）人: 田瑞甫;鐘鳴;徐躍峰;陸衛(wèi)強;田毅輝;郝廣凱;雷鳴
• 申請（專利權）人: 上海航天測控通信研究所
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11;H04L1/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種適用于宇航通信的速率自適應型LDPC譯碼器，其特征在于,包括：輸入數(shù)據(jù)處理模塊、迭代譯碼模塊和輸出數(shù)據(jù)處理模塊，其中，

所述輸入數(shù)據(jù)處理模塊包括幀同步檢測單元、FIFO存儲器和空幀填充單元，數(shù)據(jù)流輸入所述幀同步檢測單元，所述幀同步檢測單元對數(shù)據(jù)做幀同步檢測：如果幀同步，則將同步的數(shù)據(jù)幀送入所述FIFO存儲器，否則，復位所述FIFO存儲器、空幀填充單元、迭代譯碼模塊和輸出數(shù)據(jù)處理模塊；根據(jù)所述FIFO存儲器的滿狀態(tài)標記和空狀態(tài)標記，所述空幀填充單元從所述FIFO存儲器讀取數(shù)據(jù)幀或填充空幀送入所述迭代譯碼模塊；所述FIFO存儲器的讀取標記經延時后送至所述輸出數(shù)據(jù)處理模塊；

所述迭代譯碼模塊對輸入的數(shù)據(jù)幀進行迭代譯碼，并將迭代譯碼后的數(shù)據(jù)幀送入所述輸出數(shù)據(jù)處理模塊；其中，所述迭代譯碼模塊包括初始信息存儲單元、變量節(jié)點功能單元、校驗節(jié)點功能單元、迭代信息存儲單元和控制單元，所述初始信息存儲單元由兩組BlockRAM組成，迭代譯碼的具體步驟如下：

S1：所述控制單元控制所述初始信息存儲單元的一組所述BlockRAM，該組所述BlockRAM寫使能有效，接收來自信道的信息，當一幀數(shù)據(jù)全部存儲后，切換到另一組所述BlockRAM存儲下一幀數(shù)據(jù)，同時返還給所述控制單元一個信號；

S2：所述控制單元在一幀數(shù)據(jù)存儲結束后，使能所述變量節(jié)點功能單元，并使能所述初始信息存儲單元讀取功能，進行變量節(jié)點更新運算，運算結果寫入所述迭代信息存儲單元；

S3：所述變量節(jié)點功能單元運算完成后，給所述控制單元發(fā)送結束信號，所述控制單元屏蔽所述變量節(jié)點功能單元和所述初始信息存儲單元，啟動所述校驗節(jié)點功能單元的運算，所述校驗節(jié)點功能單元從所述迭代信息存儲單元讀取信息，并將運算結果寫入和讀出地址相同位置中；

S4：所述校驗節(jié)點功能單元運算結束后，所述校驗節(jié)點功能單元給所述控制單元發(fā)送結束信號，所述控制單元屏蔽所述校驗節(jié)點功能單元，啟動所述變量節(jié)點功能單元和所述初始信息存儲單元，這樣所述變量節(jié)點功能單元和所述校驗節(jié)點功能單元交替運算；

S5：經過最大迭代次數(shù)的迭代運算后，完成迭代譯碼，并將譯碼后的數(shù)據(jù)送入所述輸出數(shù)據(jù)處理模塊；

所述輸出數(shù)據(jù)處理模塊對迭代譯碼后的數(shù)據(jù)做硬判決并組幀輸出，同時將所述讀取標記作為數(shù)據(jù)有效性標記位伴隨輸出；其中，所述輸出數(shù)據(jù)處理模塊包括硬判決單元、組幀單元和數(shù)據(jù)有效性標記單元，所述硬判決單元對迭代譯碼后的數(shù)據(jù)進行硬判決，經所述組幀單元進行組幀輸出，同時還輸出所述數(shù)據(jù)有效性單元對判決數(shù)據(jù)標記的數(shù)據(jù)有效性標記和伴隨時鐘。

2.根據(jù)權利要求1所述的適用于宇航通信的速率自適應型LDPC譯碼器，其特征在于，所述空幀填充單元包括初始狀態(tài)、讀FIFO數(shù)據(jù)狀態(tài)和填充空幀狀態(tài)，其中，

初始狀態(tài)：檢測到FIFO存儲器的滿狀態(tài)標記為“1”，空狀態(tài)標記為“0”，記為sta＝10，此時FIFO處于可讀取狀態(tài)，開始讀取FIFO數(shù)據(jù)，并啟動一個13位寬計數(shù)器；其中，sta的第一位為滿狀態(tài)標記，第二位為空狀態(tài)標記；

讀FIFO數(shù)據(jù)狀態(tài)：開始讀取FIFO存儲器數(shù)據(jù)，若檢測sta＝00或sta＝10，則繼續(xù)讀取FIFO存儲器數(shù)據(jù)；若出現(xiàn)非法狀態(tài)sta＝11，則跳轉到初始狀態(tài)；若檢測sta＝01且計數(shù)器num＝8192，則跳轉到填充空幀狀態(tài)；

填充空幀狀態(tài)：FIFO存儲器內數(shù)據(jù)讀空，填充整幀格式空數(shù)據(jù)以保證編碼模塊輸入連續(xù)，若檢測sta＝01或sta＝00，則繼續(xù)填充空幀；若出現(xiàn)非法狀態(tài)sta＝11，直接跳到初始狀態(tài)；若檢測sta＝10且計數(shù)器num＝8192，則跳轉到讀FIFO數(shù)據(jù)狀態(tài)。

3.根據(jù)權利要求1所述的適用于宇航通信的速率自適應型LDPC譯碼器，其特征在于，所述迭代譯碼模塊采用修正最小和譯碼算法。

4.根據(jù)權利要求1所述的適用于宇航通信的速率自適應型LDPC譯碼器，其特征在于，在變量節(jié)點到校驗節(jié)點的運算中，取歸一化常數(shù)為0.75。

5.根據(jù)權利要求1所述的適用于宇航通信的速率自適應型LDPC譯碼器，其特征在于，所述迭代譯碼模塊包括控制單元，所述控制單元在每幀數(shù)據(jù)幀頭處進行強制復位，將單粒子翻轉造成的錯誤限制在當前幀內。