專利名稱：結(jié)構(gòu)化ldpc碼的高吞吐率譯碼器結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)多媒體廣播技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)及方法。
背景技術(shù)：
低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC)是一類性能接近aiarmon限的編碼，是當(dāng)今信道編碼領(lǐng)域最受矚目的科研熱點(diǎn)之一，又因其譯碼復(fù)雜度低，已被廣泛應(yīng)用于多類標(biāo)準(zhǔn)中，同時(shí)也是下一代寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中糾錯(cuò)編碼的主要備選方案。2006年10月，國(guó)家廣電總局正式頒布了中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播(ChinaMobile Multimedia Broadcasting，簡(jiǎn)稱CMMB)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《GY/T220. 1-2006移動(dòng)多媒體廣播第一部分廣播信道幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制》，并于同年11月1日正式實(shí)施。系統(tǒng)采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一類結(jié)構(gòu)化LDPC碼作為內(nèi)碼，其構(gòu)造方法公開在中國(guó)發(fā)明專利《移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播系統(tǒng)中的LDPC碼的構(gòu)造方法》中。移動(dòng)多媒體標(biāo)準(zhǔn)中提供了兩種碼率(1/2，3/4) 的LDPC校驗(yàn)矩陣參數(shù)，其校驗(yàn)矩陣可以分別經(jīng)過對(duì)應(yīng)的碼表及其擴(kuò)展得到，即1/2碼率的碼表構(gòu)成其校驗(yàn)矩陣前18行，校驗(yàn)矩陣每隔18行，“1”的位置向右循環(huán)移位36列，依次擴(kuò)展得到4608X9216的校驗(yàn)矩陣；3/4碼率的碼表構(gòu)成其校驗(yàn)矩陣前9行，校驗(yàn)矩陣每隔9 行，“1”的位置向右循環(huán)移位36列，依次擴(kuò)展得到2304X9216的校驗(yàn)矩陣。LDPC碼譯碼的迭代過程需要調(diào)度大量數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫和計(jì)算，為實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)吞吐率，譯碼器應(yīng)滿足大量節(jié)點(diǎn)信息同時(shí)讀寫及計(jì)算更新的要求。為了提高計(jì)算并行度以及減少連線復(fù)雜度，首先需要根據(jù)LDPC碼的校驗(yàn)矩陣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和并行計(jì)算規(guī)則。同時(shí)，LDPC的譯碼器結(jié)構(gòu)根據(jù)譯碼吞吐率的需要和硬件條件，可選擇采用全串行、全并行、部分并行等結(jié)構(gòu)。部分并行譯碼器是全串行和全并行結(jié)構(gòu)的折中，將校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)或比特節(jié)點(diǎn)的更新過程分為多次并行來完成。標(biāo)準(zhǔn)部分并行譯碼器將一次迭代過程中的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)與比特節(jié)點(diǎn)更新交替進(jìn)行，硬件資源的使用效率低下。交疊部分并行方案將下次迭代校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的遍歷過程在本次迭代比特節(jié)點(diǎn)的遍歷過程結(jié)束之前完成，并通過優(yōu)化每次迭代各個(gè)節(jié)點(diǎn)處理單元的起始處理位置減少等待時(shí)間以提高資源的使用效率和譯碼速度，但效果有限。另有方案提出通過對(duì)各節(jié)點(diǎn)處理單元的起始位置進(jìn)行優(yōu)化，令校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理單元與比特節(jié)點(diǎn)處理單元同時(shí)工作，提前使用對(duì)方的LLR信息，雖然可以有效提高資源利用率，但是改變了譯碼算法，對(duì)譯碼的影響尚且沒有詳細(xì)的分析，不能保證算法的穩(wěn)健。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)及方法。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的CN 102340317 A
說明書
2/16 頁(yè) 高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括信息存儲(chǔ)模塊、譯碼控制模塊、迭代計(jì)算模塊、停止檢測(cè)模塊和交織器模塊，其中信息存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)校驗(yàn)矩陣信息、譯碼器接收的先驗(yàn)信息、譯碼迭代過程產(chǎn)生的比特節(jié)點(diǎn)與校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息；譯碼控制模塊，用于在譯碼過程中控制譯碼進(jìn)程，以及信息存儲(chǔ)模塊與迭代計(jì)算模塊和停止檢測(cè)模塊的交互，包括產(chǎn)生信息存儲(chǔ)模塊的讀寫使能及地址，產(chǎn)生迭代計(jì)算模塊與停止檢測(cè)模塊的狀態(tài)及時(shí)序控制信息；在譯碼前，控制信息存儲(chǔ)模塊從外部設(shè)備寫入先驗(yàn)信息，包括完成與外部設(shè)備的握手及生成信息存儲(chǔ)模塊的寫使能及地址；在譯碼結(jié)束后，控制信息存儲(chǔ)模塊讀出譯碼結(jié)果，輸出至外部設(shè)備，包括完成與外部設(shè)備的握手及生成信息存儲(chǔ)模塊的讀使能及地址；迭代計(jì)算模塊，用于譯碼過程中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)與比特節(jié)點(diǎn)的更新計(jì)算；停止檢測(cè)模塊，用于譯碼器的停止迭代檢測(cè)，與迭代計(jì)算模塊同步接收節(jié)點(diǎn)信息， 生成的停止檢測(cè)標(biāo)志位返回譯碼控制模塊，進(jìn)行迭代次數(shù)的控制；交織器模塊，用于對(duì)譯碼器接收的先驗(yàn)信息進(jìn)行順序重排后輸出至先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊，以及在譯碼結(jié)束后對(duì)從用作初始空間的第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊或第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊讀出的碼字進(jìn)行順序重排后輸出至外部設(shè)備。上述方案中，所述信息存儲(chǔ)模塊包括校驗(yàn)矩陣信息存儲(chǔ)模塊、先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊、 校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊、第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊和第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊，其中所述校驗(yàn)矩陣信息存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)由校驗(yàn)矩陣碼表生成的查找表，輔助譯碼控制模塊產(chǎn)生信息存儲(chǔ)模塊的讀寫地址、使能信號(hào)以及迭代計(jì)算模塊與停止檢測(cè)模塊的狀態(tài)及時(shí)序的控制信號(hào)；所述先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)由外部設(shè)備寫入譯碼器的先驗(yàn)信息，包含K個(gè)獨(dú)立子存儲(chǔ)器，每個(gè)地址空間的數(shù)據(jù)寬度為PXWl ；所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)壓縮格式的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息，每個(gè)地址空間的數(shù)據(jù)寬度為PXfe ；所述第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊及第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊，分別包含K個(gè)獨(dú)立雙口子存儲(chǔ)器，每個(gè)地址空間的數(shù)據(jù)寬度為PXWs ；其中，P表示譯碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息更新的并行度，K表示碼表循環(huán)的列數(shù)，Wl為先驗(yàn)信息的數(shù)據(jù)寬度，Wr為壓縮格式校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息的數(shù)據(jù)寬度，Ws為比特節(jié)點(diǎn)信息與累加標(biāo)志位信息拼接后的數(shù)據(jù)寬度。上述方案中，所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊的每個(gè)地址空間依次存儲(chǔ)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)序號(hào)除以J后余數(shù)相同的數(shù)列中P個(gè)連續(xù)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)壓縮格式數(shù)據(jù)，其中J表示碼表循環(huán)的行數(shù)。上述方案中，所述第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊及第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊在前后連續(xù)的兩次迭代過程中交替用作比特似然比的初始空間和累加空間，每個(gè)地址空間存儲(chǔ)比特似然比信息序號(hào)除以K后余數(shù)相同的數(shù)列中連續(xù)的P個(gè)拼接的比特似然比信息與其累加標(biāo)志位信息。上述方案中，所述先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊的每個(gè)地址空間存儲(chǔ)先驗(yàn)信息序號(hào)除以K后
6余數(shù)相同的數(shù)列中連續(xù)的P個(gè)先驗(yàn)信息。上述方案中，所述迭代計(jì)算模塊包括并行CNU、乒乓選擇器、累加選擇器、并行解壓縮模塊、數(shù)據(jù)分配網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)選擇網(wǎng)絡(luò)、滑動(dòng)窗以及并行滑動(dòng)窗，其中并行CNU，包含P個(gè)獨(dú)立的CNU模塊，在迭代過程并行執(zhí)行P個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新的計(jì)算，并行輸出P個(gè)更新后壓縮格式的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息；乒乓選擇器，通過對(duì)第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊與第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊的讀寫使能信息和數(shù)據(jù)輸出的控制選擇，實(shí)現(xiàn)第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊與第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊在迭代過程中乒乓操作；累加選擇器，用于比特節(jié)點(diǎn)更新過程中累加數(shù)據(jù)的選擇；并行解壓縮模塊，含P個(gè)獨(dú)立的解壓縮模塊，在迭代過程中并行執(zhí)行P個(gè)壓縮格式的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的解壓計(jì)算，并行輸出PXD個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息；數(shù)據(jù)分配網(wǎng)絡(luò)，為D輸入K輸出網(wǎng)絡(luò)，用于在K個(gè)輸出路徑中選擇有效路徑，將恢復(fù)后的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息分配到D個(gè)有效輸出路徑上；數(shù)據(jù)選擇網(wǎng)絡(luò)，為K輸入D輸出網(wǎng)絡(luò)，用于將來自K個(gè)路徑的輸入數(shù)據(jù)過濾，將其中的D個(gè)有效數(shù)據(jù)輸出；滑動(dòng)窗，用于對(duì)存儲(chǔ)在相鄰兩個(gè)地址中的2XP個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的偏移，選擇輸出其中P個(gè)所需要的數(shù)據(jù)；并行滑動(dòng)窗，包含D個(gè)獨(dú)立的滑動(dòng)窗單元，用于同時(shí)對(duì)2XPXD的并行數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的偏移，選擇輸出其中PXD個(gè)所需要的數(shù)據(jù)；其中，P表示譯碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息更新的并行度，D表示校驗(yàn)矩陣行重，K表示碼表循環(huán)的列數(shù)。上述方案中，所述交織器模塊包括輸入行列交織器與輸出行列交織器，其中輸入行列交織器，大小為PXK，行進(jìn)列出，用于將接收到的碼字重新排序后存入先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊。輸出行列交織器，大小為PXK，列進(jìn)行出，用于譯碼輸出時(shí)對(duì)比特硬判決信息的重新排序；其中，P表示譯碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息更新的并行度，K表示碼表循環(huán)的列數(shù)。上述方案中，利用結(jié)構(gòu)化LDPC碼校驗(yàn)矩陣碼表的特點(diǎn)，生成4張查找表，其中第一張查找表記錄碼表元素的存儲(chǔ)器序號(hào)的重復(fù)信息，第二張查找表記錄碼表元素的存儲(chǔ)器序號(hào)信息，第三張查找表記錄碼表元素的地址信息，第四張查找表記錄碼表元素的偏移信息。上述方案中，在譯碼控制模塊中，通過對(duì)查找表元素的計(jì)算，產(chǎn)生先驗(yàn)信息、比特似然比信息以及累加標(biāo)志位信息的讀寫使能及地址。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼方法，該方法包括以下步驟步驟1 輸入端通過1個(gè)的輸入行列交織器將接收先驗(yàn)信息重新排序后存入先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊；步驟2 迭代從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的更新開始，第一次迭代僅從先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊取值進(jìn)行計(jì)算，其余次迭代從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)模塊及用作初始空間的比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊取值進(jìn)行計(jì)算；
步驟3 校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新不間斷并行進(jìn)行，依次遍歷碼表各行所代表的校驗(yàn)矩陣的 M/J個(gè)校驗(yàn)行；步驟4 比特節(jié)點(diǎn)的更新采用累加的方式，隨一組P個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新結(jié)束而開始， 依次遍歷每行碼表所代表的校驗(yàn)矩陣的M/J行；步驟5 停止檢測(cè)與迭代計(jì)算同步進(jìn)行，對(duì)本次迭代用作初始空間的比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊內(nèi)的碼字進(jìn)行校驗(yàn)，所有校驗(yàn)行校驗(yàn)正確或達(dá)到最大迭代次數(shù)則停止迭代，進(jìn)入步驟6，否則重復(fù)步驟2 5的譯碼過程；步驟6 輸出端通過輸出行列交織器將比特硬判決信息重新排序后輸出；其中，P表示譯碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息更新的并行度，選擇能被M/J整除的正整數(shù)，M 表示校驗(yàn)矩陣行數(shù)，J表示碼表循環(huán)的行數(shù)。上述方案中，步驟2中所述從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊及用作初始空間的比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊取值后進(jìn)行的節(jié)點(diǎn)更新計(jì)算過程包括從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊讀出P個(gè)壓縮格式校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息，經(jīng)恢復(fù)得到PXD個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息，從作為初始空間的比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊讀取PXD個(gè)比特節(jié)點(diǎn)信息，送入并行CNU，經(jīng)計(jì)算輸出更新后的P個(gè)壓縮格式校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息，將其分為兩路，一路重新存入校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊，覆蓋更新前的數(shù)據(jù)，另一路經(jīng)解壓縮模塊恢復(fù)為PXD個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息，由對(duì)應(yīng)的累加標(biāo)志位在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息或校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息與先驗(yàn)信息的和之間做出選擇， 其結(jié)果將更新在此次迭代中用作累加空間的比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊中與此PXD個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)相連的比特節(jié)點(diǎn)信息；其中P表示譯碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息更新的并行度，D表示校驗(yàn)矩陣行重。上述方案中，該譯碼器結(jié)構(gòu)停止迭代檢測(cè)獨(dú)立于節(jié)點(diǎn)更新過程，依次對(duì)校驗(yàn)矩陣行序號(hào)除以J后余數(shù)相同的數(shù)列中連續(xù)P行進(jìn)行并行檢測(cè)，若有奇偶校驗(yàn)不滿足的情況發(fā)生，則停止本次停止迭代檢測(cè)；若所有校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)校驗(yàn)正確，或到達(dá)最大迭代次數(shù)，則中斷本次迭代并對(duì)本次迭代初始空間中的比特節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行譯碼輸出，并將迭代中斷時(shí)的累加空間用作下一碼字第一次迭代譯碼的初始空間；其中，J表示碼表循環(huán)的行數(shù)，P表示譯碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息更新的并行度。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果利用移動(dòng)多媒體結(jié)構(gòu)化LDPC碼的特殊構(gòu)造，通過對(duì)碼表的特殊處理產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)尋址查找表，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的譯碼器存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)存取方式可實(shí)現(xiàn)在一個(gè)時(shí)鐘或兩個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成對(duì)PXW的節(jié)點(diǎn)信息的讀寫，令譯碼器可并行處理大量節(jié)點(diǎn)信息的存儲(chǔ)操作及更新計(jì)算；結(jié)合通過三條獨(dú)立計(jì)算路徑并行執(zhí)行的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新、比特節(jié)點(diǎn)更新與停止迭代檢測(cè)過程，上述譯碼器在數(shù)據(jù)吞吐率上有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。


圖1是本發(fā)明提供的適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是信息存儲(chǔ)模塊內(nèi)部存儲(chǔ)器示意圖；圖3是迭代計(jì)算模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)與連接示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)的示意圖，該結(jié)構(gòu)包括信息存儲(chǔ)模塊、譯碼控制模塊、迭代計(jì)算模塊、停止檢測(cè)模塊和交織器模塊。其中，信息存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)校驗(yàn)矩陣信息、譯碼器接收的先驗(yàn)信息、譯碼迭代過程產(chǎn)生的比特節(jié)點(diǎn)與校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息；譯碼控制模塊用于在譯碼過程中控制譯碼進(jìn)程，以及信息存儲(chǔ)模塊與迭代計(jì)算模塊和停止檢測(cè)模塊的交互，包括產(chǎn)生信息存儲(chǔ)模塊的讀寫使能及地址，產(chǎn)生迭代計(jì)算模塊與停止檢測(cè)模塊的狀態(tài)及時(shí)序控制信息；在譯碼前，控制信息存儲(chǔ)模塊從外部設(shè)備寫入先驗(yàn)信息，包括完成與外部設(shè)備的握手及生成信息存儲(chǔ)模塊的寫使能及地址；在譯碼結(jié)束后，控制信息存儲(chǔ)模塊讀出譯碼結(jié)果，輸出至外部設(shè)備，包括完成與外部設(shè)備的握手及生成信息存儲(chǔ)模塊的讀使能及地址；迭代計(jì)算模塊用于譯碼過程中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)與比特節(jié)點(diǎn)的更新計(jì)算；停止檢測(cè)模塊用于譯碼器的停止迭代檢測(cè)，與迭代計(jì)算模塊同步接收節(jié)點(diǎn)信息，生成的停止檢測(cè)標(biāo)志位返回譯碼控制模塊，進(jìn)行迭代次數(shù)的控制；交織器模塊用于對(duì)譯碼器接收的先驗(yàn)信息進(jìn)行順序重排后輸出至先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊，以及在譯碼結(jié)束后對(duì)從用作初始空間的第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊或第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊讀出的碼字進(jìn)行順序重排后輸出至外部設(shè)備。信息存儲(chǔ)模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括校驗(yàn)矩陣信息存儲(chǔ)模塊、先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊、校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊、第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊和第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊。 其中，所述校驗(yàn)矩陣信息存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)由校驗(yàn)矩陣碼表生成的查找表，輔助譯碼控制模塊產(chǎn)生信息存儲(chǔ)模塊的讀寫地址及使能信號(hào)以及迭代計(jì)算模塊與停止檢測(cè)模塊的狀態(tài)及時(shí)序的控制信號(hào)；先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)由外部設(shè)備寫入譯碼器的先驗(yàn)信息，包含 K個(gè)獨(dú)立子存儲(chǔ)器，每個(gè)地址空間的數(shù)據(jù)寬度為PXWl ；校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)壓縮格式的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息，每個(gè)地址空間的數(shù)據(jù)寬度為，PXffr ；第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊及第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊，分別包含K個(gè)獨(dú)立雙口子存儲(chǔ)器，每個(gè)地址空間的數(shù)據(jù)寬度為PXWs。其中，P表示譯碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息更新的并行度，K表示碼表循環(huán)的列數(shù)，Wl 為先驗(yàn)信息的數(shù)據(jù)寬度，Wr為壓縮格式校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息的數(shù)據(jù)寬度，Ws為比特節(jié)點(diǎn)信息與累加標(biāo)志位信息拼接后的數(shù)據(jù)寬度。校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊的每個(gè)地址空間依次存儲(chǔ)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)序號(hào)除以J后余數(shù)相同的數(shù)列中P個(gè)連續(xù)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)壓縮格式數(shù)據(jù)，其中J表示碼表循環(huán)的行數(shù)。在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊中，地址為addr的空間所對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)的P個(gè)壓縮格式校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息為IVJxmod(ad￡ir,(M/J))xP+ladc/r/(M/J)} ^Jx[mod(adcirXM/J))xP+]]+laddr/(M/J)]

^JxiimodiaddrXM /J))+]]xP-]}+laddr/(M /J)j其中R。，C e
為一個(gè)壓縮格式校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息，c為壓縮格式校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)行序號(hào)。第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊及第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊在前后連續(xù)的兩次迭代過程中交替用作比特似然比的初始空間和累加空間，每個(gè)地址空間存儲(chǔ)比特似然比信息序號(hào)除以K后余數(shù)相同的數(shù)列中連續(xù)的P個(gè)拼接的比特似然比信息與其累加標(biāo)志位信息。 先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊的每個(gè)地址空間存儲(chǔ)先驗(yàn)信息序號(hào)除以K后余數(shù)相同的數(shù)列中連續(xù)的P 個(gè)先驗(yàn)信息，先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊、第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊、第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊分別由K個(gè)獨(dú)立子存儲(chǔ)器組成，第j個(gè)子存儲(chǔ)器的地址為i的空間存儲(chǔ)P個(gè)拼接的比特節(jié)點(diǎn)信息與累加標(biāo)志或先驗(yàn)信息為[SiXPXK+J ，CiXpXK+j] orIiXPXK+J·[S(iXP+i)χκ+j，C(iXP+1)χκ+j]〇rl(ixp+i)χκ+j...[S((i+1)XP-D XK+j，C((i+I)x -1) χκ+j] orl((i+i)xp-i) χκ+j其中&為比特節(jié)點(diǎn)信息，Cn為累加標(biāo)志，[Sn, Cn]為拼接后的比特節(jié)點(diǎn)信息與累加標(biāo)志，In為先驗(yàn)信息，η為其對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的列序號(hào)。迭代過程中比特節(jié)點(diǎn)信息、先驗(yàn)信息以及累加標(biāo)志位的讀寫地址通過由18X6碼表生成的1張18X1的查找表和3張18X6的查找表經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算生成。查找表一(以下簡(jiǎn)稱Li)記錄存儲(chǔ)器序號(hào)信息，構(gòu)造方法為for ith = 0:J-1forjth = 0:D-1Ll (ith, jth) = mod (Table (ith, jth)，K)；endfor jth = 0:D_1Ind_r印(ith,jth) = nnz (((Li (ith,1:jth-1)-L 1 (ith,jth)) ==0))；endendforith = 0:J-1for kth = 0:max(Ind_rep (ith,:))for jth = 0:D-1if (Ind_rep(ith, jth) = = kth)
a = [a, Ll (ith, jth)]；b = [b, Table (ith, jth)]；endendendLl (ith, :) = a ；Table (ith, :) = b ；end其中Table為18X6碼表，如下圖所示
權(quán)利要求
1.一種適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括信息存儲(chǔ)模塊、譯碼控制模塊、迭代計(jì)算模塊、停止檢測(cè)模塊和交織器模塊，其中信息存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)校驗(yàn)矩陣信息、譯碼器接收的先驗(yàn)信息、譯碼迭代過程產(chǎn)生的比特節(jié)點(diǎn)與校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息；譯碼控制模塊，用于在譯碼過程中控制譯碼進(jìn)程，以及信息存儲(chǔ)模塊與迭代計(jì)算模塊和停止檢測(cè)模塊的交互，包括產(chǎn)生信息存儲(chǔ)模塊的讀寫使能及地址，產(chǎn)生迭代計(jì)算模塊與停止檢測(cè)模塊的狀態(tài)及時(shí)序控制信息；在譯碼前，控制信息存儲(chǔ)模塊從外部設(shè)備寫入先驗(yàn)信息，包括完成與外部設(shè)備的握手及生成信息存儲(chǔ)模塊的寫使能及地址；在譯碼結(jié)束后，控制信息存儲(chǔ)模塊讀出譯碼結(jié)果，輸出至外部設(shè)備，包括完成與外部設(shè)備的握手及生成信息存儲(chǔ)模塊的讀使能及地址；迭代計(jì)算模塊，用于譯碼過程中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)與比特節(jié)點(diǎn)的更新計(jì)算；停止檢測(cè)模塊，用于譯碼器的停止迭代檢測(cè)，與迭代計(jì)算模塊同步接收節(jié)點(diǎn)信息，生成的停止檢測(cè)標(biāo)志位返回譯碼控制模塊，進(jìn)行迭代次數(shù)的控制；交織器模塊，用于對(duì)譯碼器接收的先驗(yàn)信息進(jìn)行順序重排后輸出至先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊，以及在譯碼結(jié)束后對(duì)從用作初始空間的第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊或第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊讀出的碼字進(jìn)行順序重排后輸出至外部設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述信息存儲(chǔ)模塊包括校驗(yàn)矩陣信息存儲(chǔ)模塊、先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊、校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊、第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊和第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊，其中所述校驗(yàn)矩陣信息存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)由校驗(yàn)矩陣碼表生成的查找表，輔助譯碼控制模塊產(chǎn)生信息存儲(chǔ)模塊的讀寫地址、使能信號(hào)以及迭代計(jì)算模塊與停止檢測(cè)模塊的狀態(tài)及時(shí)序的控制信號(hào)；所述先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)由外部設(shè)備寫入譯碼器的先驗(yàn)信息，包含K個(gè)獨(dú)立子存儲(chǔ)器，每個(gè)地址空間的數(shù)據(jù)寬度為PXWl ；所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)壓縮格式的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息，每個(gè)地址空間的數(shù)據(jù)寬度為PXfe;所述第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊及第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊，分別包含K個(gè)獨(dú)立雙口子存儲(chǔ)器，每個(gè)地址空間的數(shù)據(jù)寬度為PXWs ；其中，P表示譯碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息更新的并行度，K表示碼表循環(huán)的列數(shù)，Wl為先驗(yàn)信息的數(shù)據(jù)寬度，Wr為壓縮格式校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息的數(shù)據(jù)寬度，Ws為比特節(jié)點(diǎn)信息與累加標(biāo)志位信息拼接后的數(shù)據(jù)寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊的每個(gè)地址空間依次存儲(chǔ)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)序號(hào)除以J 后余數(shù)相同的數(shù)列中P個(gè)連續(xù)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)壓縮格式數(shù)據(jù)，其中J表示碼表循環(huán)的行數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊及第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊在前后連續(xù)的兩次迭代過程中交替用作比特似然比的初始空間和累加空間，每個(gè)地址空間存儲(chǔ)比特似然比信息序號(hào)除以K后余數(shù)相同的數(shù)列中連續(xù)的P個(gè)拼接的比特似然比信息與其累加標(biāo)志位信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊的每個(gè)地址空間存儲(chǔ)先驗(yàn)信息序號(hào)除以K后余數(shù)相同的數(shù)列中連續(xù)的P個(gè)先驗(yàn)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述迭代計(jì)算模塊包括并行CNU、乒乓選擇器、累加選擇器、并行解壓縮模塊、數(shù)據(jù)分配網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)選擇網(wǎng)絡(luò)、滑動(dòng)窗以及并行滑動(dòng)窗，其中并行CNU，包含P個(gè)獨(dú)立的CNU模塊，在迭代過程并行執(zhí)行P個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新的計(jì)算，并行輸出P個(gè)更新后壓縮格式的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息；乒乓選擇器，通過對(duì)第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊與第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊的讀寫使能信息和數(shù)據(jù)輸出的控制選擇，實(shí)現(xiàn)第一比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊與第二比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊在迭代過程中乒乓操作；累加選擇器，用于比特節(jié)點(diǎn)更新過程中累加數(shù)據(jù)的選擇；并行解壓縮模塊，含P個(gè)獨(dú)立的解壓縮模塊，在迭代過程中并行執(zhí)行P個(gè)壓縮格式的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的解壓計(jì)算，并行輸出PXD個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息；數(shù)據(jù)分配網(wǎng)絡(luò)，為D輸入K輸出網(wǎng)絡(luò)，用于在K個(gè)輸出路徑中選擇有效路徑，將恢復(fù)后的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息分配到D個(gè)有效輸出路徑上；數(shù)據(jù)選擇網(wǎng)絡(luò)，為K輸入D輸出網(wǎng)絡(luò)，用于將來自K個(gè)路徑的輸入數(shù)據(jù)過濾，將其中的 D個(gè)有效數(shù)據(jù)輸出；滑動(dòng)窗，用于對(duì)存儲(chǔ)在相鄰兩個(gè)地址中的2XP個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的偏移，選擇輸出其中 P個(gè)所需要的數(shù)據(jù)；并行滑動(dòng)窗，包含D個(gè)獨(dú)立的滑動(dòng)窗單元，用于同時(shí)對(duì)2XPXD的并行數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的偏移，選擇輸出其中PXD個(gè)所需要的數(shù)據(jù)；其中，P表示譯碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息更新的并行度，D表示校驗(yàn)矩陣行重，K表示碼表循環(huán)的列數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述交織器模塊包括輸入行列交織器與輸出行列交織器，其中輸入行列交織器，大小為PXK，行進(jìn)列出，用于將接收到的碼字重新排序后存入先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊；輸出行列交織器，大小為PXK，列進(jìn)行出，用于譯碼輸出時(shí)對(duì)比特硬判決信息的重新排序；其中，P表示譯碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息更新的并行度，K表示碼表循環(huán)的列數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)，其特征在于，利用結(jié)構(gòu)化LDPC碼校驗(yàn)矩陣碼表的特點(diǎn)，生成4張查找表，其中第一張查找表記錄碼表元素的存儲(chǔ)器序號(hào)的重復(fù)信息，第二張查找表記錄碼表元素的存儲(chǔ)器序號(hào)信息，第三張查找表記錄碼表元素的地址信息，第四張查找表記錄碼表元素的偏移信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)，其特征在于，在譯碼控制模塊中，通過對(duì)查找表元素的計(jì)算，產(chǎn)生先驗(yàn)信息、比特似然比信息以及累加標(biāo)志位信息的讀寫使能及地址。
10.一種適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟1 輸入端通過1個(gè)的輸入行列交織器將接收先驗(yàn)信息重新排序后存入先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊；步驟2 迭代從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的更新開始，第一次迭代僅從先驗(yàn)信息存儲(chǔ)模塊取值進(jìn)行計(jì)算，其余次迭代從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)模塊及用作初始空間的比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊取值進(jìn)行計(jì)算；步驟3 校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新不間斷并行進(jìn)行，依次遍歷碼表各行所代表的校驗(yàn)矩陣的M/J個(gè)校驗(yàn)行；步驟4 比特節(jié)點(diǎn)的更新采用累加的方式，隨一組P個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新結(jié)束而開始，依次遍歷每行碼表所代表的校驗(yàn)矩陣的M/J行；步驟5 停止檢測(cè)與迭代計(jì)算同步進(jìn)行，對(duì)本次迭代用作初始空間的比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊內(nèi)的碼字進(jìn)行校驗(yàn)，所有校驗(yàn)行校驗(yàn)正確或達(dá)到最大迭代次數(shù)則停止迭代，進(jìn)入步驟6，否則重復(fù)步驟2 5的譯碼過程；步驟6 輸出端通過輸出行列交織器將比特硬判決信息重新排序后輸出；其中，P表示譯碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息更新的并行度，選擇能被M/J整除的正整數(shù)，M表示校驗(yàn)矩陣行數(shù)，J表示碼表循環(huán)的行數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼方法，其特征在于，步驟2中所述從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊及用作初始空間的比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊取值后進(jìn)行的節(jié)點(diǎn)更新計(jì)算過程包括從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊讀出P個(gè)壓縮格式校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息，經(jīng)恢復(fù)得到PXD個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息，從作為初始空間的比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊讀取PXD個(gè)比特節(jié)點(diǎn)信息，送入并行CNU，經(jīng)計(jì)算輸出更新后的P個(gè)壓縮格式校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息，將其分為兩路，一路重新存入校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊，覆蓋更新前的數(shù)據(jù)，另一路經(jīng)解壓縮模塊恢復(fù)為PXD個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息，由對(duì)應(yīng)的累加標(biāo)志位在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息或校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)信息與先驗(yàn)信息的和之間做出選擇， 其結(jié)果將更新在此次迭代中用作累加空間的比特節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)模塊中與此PXD個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)相連的比特節(jié)點(diǎn)信息；其中P表示譯碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息更新的并行度，D表示校驗(yàn)矩陣行重。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼方法，其特征在于，該譯碼器結(jié)構(gòu)停止迭代檢測(cè)獨(dú)立于節(jié)點(diǎn)更新過程，依次對(duì)校驗(yàn)矩陣行序號(hào)除以J后余數(shù)相同的數(shù)列中連續(xù)P行進(jìn)行并行檢測(cè)，若有奇偶校驗(yàn)不滿足的情況發(fā)生，則停止本次停止迭代檢測(cè)；若所有校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)校驗(yàn)正確，或到達(dá)最大迭代次數(shù)，則中斷本次迭代并對(duì)本次迭代初始空間中的比特節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行譯碼輸出，并將迭代中斷時(shí)的累加空間用作下一碼字第一次迭代譯碼的初始空間；其中，J表示碼表循環(huán)的行數(shù)，P表示譯碼器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信息更新的并行度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于移動(dòng)多媒體廣播中結(jié)構(gòu)化LDPC碼的高吞吐率譯碼結(jié)構(gòu)及方法。針對(duì)移動(dòng)多媒體標(biāo)準(zhǔn)所采用的結(jié)構(gòu)化LDPC碼校驗(yàn)矩陣特點(diǎn)，公開了一種適用于此類LDPC碼的節(jié)點(diǎn)信息存取方式及相應(yīng)的高吞吐率譯碼器結(jié)構(gòu)。通過對(duì)此類結(jié)構(gòu)化LDPC構(gòu)建存儲(chǔ)碼表，簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)信息的尋址，在短時(shí)間可實(shí)現(xiàn)大量節(jié)點(diǎn)信息的讀寫，并能適應(yīng)可變并行度的要求。在部分并行的基礎(chǔ)上，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)、比特節(jié)點(diǎn)的更新過程與停止迭代檢測(cè)過程通過三條分離路徑同步計(jì)算。采用本發(fā)明技術(shù)方案的譯碼器占用資源占用少、吞吐率高、控制簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)H03M13/11GK102340317SQ20101023505
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者李婧, 梁利平 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所