基于ofdm電力線通信系統(tǒng)的qc-ldpc譯碼方法和譯碼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)計(jì)OFDM電力線通信領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于OFDM電力線通信系統(tǒng)的 QC-LDPC譯碼方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字通信系統(tǒng)中，編碼調(diào)制是保證系統(tǒng)傳輸魯椿性和傳輸速率的核屯、技術(shù)之一。 電力線通信系統(tǒng)傳輸條件非常惡劣，難W保證傳輸可靠性，因而需要在總體上構(gòu)建高效魯 椿的編碼調(diào)制技術(shù)W逼近信道容量，提高其對(duì)抗惡劣信道的能力。
[0003] LDPC碼最早由Gallager于1962年提出，并于上世紀(jì)90年代被重新提出。LDPC 碼是通過(guò)校驗(yàn)矩陣定義的一類線性碼，為使譯碼可行，在碼長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)需要校驗(yàn)矩陣滿足"稀 疏性"，即校驗(yàn)矩陣中1的密度比較低，也就是要求校驗(yàn)矩陣中1的個(gè)數(shù)遠(yuǎn)小于0的個(gè)數(shù)，并 且碼長(zhǎng)越長(zhǎng)，密度就要越低。正是由于校驗(yàn)矩陣的"稀疏性"，才能夠構(gòu)造出具有低復(fù)雜度、 高性能的LDPC碼。定義dv為校驗(yàn)矩陣H的行重，dc為校驗(yàn)矩陣H的列重，則dv和dc的值 都唯一的LDPC碼為規(guī)則LDPC碼，dv或者dc的值不唯一的LDPC碼為非規(guī)則LDPC碼。目前 的研究均表明LDPC碼是信道編碼中糾錯(cuò)能力最強(qiáng)的一種碼，而且由于其譯碼器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 可W用較少的資源消耗獲得極高的吞吐量。
[0004] QC-LDPC碼的校驗(yàn)矩陣H具有準(zhǔn)循環(huán)特征，是由一系列相同大小的方陣構(gòu)成，該些 方陣包括全零矩陣和循環(huán)移位陣。循環(huán)移位陣是由單位矩陣進(jìn)行循環(huán)移位得到，一個(gè)位移 量為P的循環(huán)移位陣是將單位矩陣的每一行進(jìn)行向右循環(huán)P位得到的。校驗(yàn)矩陣H的結(jié)構(gòu) 如下：
[0005]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于OFDM電力線通信系統(tǒng)的QC-LDPC譯碼方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟A:接收輸入數(shù)據(jù)； 步驟B:初始化：根據(jù)QC-LDPC碼校驗(yàn)矩陣預(yù)先存儲(chǔ)好的矩陣中1所在位置的地址表， 將步驟A中接收到的輸入數(shù)據(jù)依次賦值給碼元節(jié)點(diǎn)，計(jì)算各碼元節(jié)點(diǎn)后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比的初 值，設(shè)置QC-LDPC碼校驗(yàn)矩陣的各邊值似然比的初值為0,緩存校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的信息值； 步驟C:設(shè)置迭代最大次數(shù)MaX_iter_num，開(kāi)始迭代，并計(jì)算迭代次數(shù)k; 步驟D:更新水平方向的邊值和符號(hào)位，并存儲(chǔ)所述水平方向的邊值和符號(hào)位； 步驟E:更新垂直方向的邊值和符號(hào)位，并存儲(chǔ)所述垂直方向的邊值和符號(hào)位； 步驟F:根據(jù)步驟D和步驟E更新后的邊值，計(jì)算更新后的碼元節(jié)點(diǎn)的信息值； 步驟G:根據(jù)更新后的碼元節(jié)點(diǎn)的信息值判決輸出碼字，并根據(jù)所述輸出碼字計(jì)算校 驗(yàn)子s，若s=0,則譯碼結(jié)束，譯碼器將所述輸出碼字輸出；若s辛0,則判斷迭代次數(shù)k是 否等于迭代最大次數(shù)Max_iter_num，如果k〈Max_iter_num，則返回步驟C繼續(xù)迭代，如果k =Max_iter_num，貝Ij譯碼結(jié)束，譯碼器將所述輸出碼字輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OFDM電力線通信系統(tǒng)的QC-LDPC譯碼方法，其特征在 于，步驟D具體包括以下步驟： 步驟Dl:將QC-LDPC碼校驗(yàn)矩陣中1所在同一行中的所有邊值的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比的絕 對(duì)值進(jìn)行逐級(jí)比較篩選，得到最小值； 步驟D2:得到最小值后，計(jì)算最小值的有效數(shù)據(jù)和擴(kuò)展數(shù)據(jù)，將擴(kuò)展數(shù)據(jù)的位寬表示 成2的冪，并對(duì)有效數(shù)據(jù)和冪值進(jìn)行存儲(chǔ)； 步驟D3 :將QC-LDPC碼校驗(yàn)矩陣中1所在同一行中的所有邊值的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比的絕 對(duì)值進(jìn)行逐級(jí)比較篩選，得到次小值； 步驟D4 :得到次小值后，計(jì)算次小值的有效數(shù)據(jù)和擴(kuò)展數(shù)據(jù)，將擴(kuò)展數(shù)據(jù)的位寬表示 成2的冪，并對(duì)有效數(shù)據(jù)和冪值進(jìn)行存儲(chǔ)； 步驟D5 :更新邊值，將QC-LDPC碼校驗(yàn)矩陣中的同一行中的各邊值的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比 與最小值進(jìn)行比較，若邊值大于最小值，則邊值更新為最小值；若邊值等于最小值，則邊值 更新為次小值； 步驟D6:更新符號(hào)位，將所有QC-LDPC碼校驗(yàn)矩陣中同一行的符號(hào)位相乘得到總符號(hào) 位，再依次將所述輸入數(shù)據(jù)的各邊值的符號(hào)位與總符號(hào)位相乘，得到的新符號(hào)位就是更新 的符號(hào)位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于OFDM電力線通信系統(tǒng)的QC-LDPC譯碼方法，其特征在 于，步驟D2中的所述有效數(shù)據(jù)表示為a(0<a<2N-1)，其中N為有效數(shù)據(jù)的位寬；所述擴(kuò) 展數(shù)據(jù)表示為2b(0<b<2M-1)，其中M為所述擴(kuò)展數(shù)據(jù)的位寬的冪值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于OFDM電力線通信系統(tǒng)的QC-LDPC譯碼方法，其特征在 于，步驟D4中的所述有效數(shù)據(jù)表示為a(0<a<2N-1)，其中N為有效數(shù)據(jù)的位寬；所述擴(kuò) 展數(shù)據(jù)表示為2b(0<b<2M-1)，其中M為所述擴(kuò)展數(shù)據(jù)的位寬的冪值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的基于OFDM電力線通信系統(tǒng)的QC-LDPC譯碼方法， 其特征在于，步驟Dl中的逐級(jí)篩選為二分法同步并行比較篩選，每一級(jí)每一次將兩個(gè)值進(jìn) 行比較，先從高比特位開(kāi)始，直到可在某一比特位時(shí)判斷出兩個(gè)值的大小，就將比較結(jié)果作 為此次的輸出結(jié)果，然后進(jìn)入下一級(jí)的比較，直至到達(dá)最后兩數(shù)的比較，得到所述最小值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的基于OFDM電力線通信系統(tǒng)的QC-LDPC譯碼方法， 其特征在于，步驟D3中的逐級(jí)篩選為兩兩比較篩選，從高比特開(kāi)始比較，比較出較小值，輸 入到下一次比較，直至到達(dá)最后兩數(shù)的比較，得到所述次小值。
7. -種基于OFDM電力線通信系統(tǒng)的QC-LDPC譯碼器，其特征在于，包括： 輸入數(shù)據(jù)緩存模塊，用于存儲(chǔ)接收的輸入數(shù)據(jù)； 碼元節(jié)點(diǎn)處理單元，用于計(jì)算各碼元節(jié)點(diǎn)后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比的初值，及計(jì)算更新后的碼 元節(jié)點(diǎn)的信息值； 水平邊處理單元，負(fù)責(zé)水平方向更新的運(yùn)算處理； 譯碼器控制模塊，負(fù)責(zé)碼率的選擇和地址的取址選擇； 地址信息表，存儲(chǔ)不同碼率下的相應(yīng)的校驗(yàn)矩陣中1所在的地址； 垂直邊處理單元，負(fù)責(zé)垂直方向更新的運(yùn)算處理； 邊信息存儲(chǔ)器，用于設(shè)置QC-LDPC碼校驗(yàn)矩陣的各邊值似然比的初值為0,并存儲(chǔ)更新 后的邊值和符號(hào)位； 比特判決模塊，用于根據(jù)更新后的碼元節(jié)點(diǎn)的信息值判決輸出碼字； 校驗(yàn)子計(jì)算模塊，用于校驗(yàn)子的計(jì)算以及迭代次數(shù)的計(jì)算； 輸出數(shù)據(jù)緩存模塊，用于存儲(chǔ)所述輸出碼字。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于OFDM電力線通信系統(tǒng)的QC-LDPC譯碼方法和譯碼器，其中譯碼方法包括接收數(shù)據(jù)、初始化、迭代、更新水平方向的邊值和符號(hào)位并存儲(chǔ)、更新垂直方向的邊值和符號(hào)位并存儲(chǔ)、計(jì)算更新后的碼元節(jié)點(diǎn)的信息值、計(jì)算校驗(yàn)子判斷輸出結(jié)果或繼續(xù)迭代等步驟。本發(fā)明的QC-LDPC譯碼方法通過(guò)在水平方向和垂直方向的更新過(guò)程中，不僅保存邊值，而且保存符號(hào)位，從而減少重復(fù)的符號(hào)運(yùn)算，提高了迭代效率。
【IPC分類】H03M13-11
【公開(kāi)號(hào)】CN104767536
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510122959
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】深圳市力合微電子股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月19日