用于移动多媒体广播中的高速ＬＤＰＣ译码器及译码方法技术

本发明专利技术提供一种移动多媒体广播中高速ＬＤＰＣ译码器及译码方法，采用改进的补偿最小和算法，将本次迭代中已经产生的校验节点信息及时地更新到变量节点中间信息中，使其可以用于下一个校验节点的校验信息的计算，加快了迭代算法的收敛速度。采用了一种数据压缩格式来存储校验信息，可以有效的节约存储空间。本发明专利技术同时公开了一种高效的迭代消息处理结构，可以灵活选择并行路数，在应用中可以根据需要灵活选择合适的并行度。采用本发明专利技术技术方案的ＬＤＰＣ译码器数据吞吐率高，占用系统资源少，且实现简便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动数字多媒体广播通信系统，特别涉及移动数字多媒体广播通信系统中LDPC码的高速译码器及译码方法。
技术介绍
低密度校验码是一种能逼近容量限的渐进好码，在长码时其性能甚至超过了Turbo码。低密度校验码的译码采用了具有线性复杂度的和积(SPA)算法，译码复杂度大大低于Turbo码。低密度校验码的优异性能及其在信息可靠传输中的良好应用前景已引起学术界和IT业界的高度重视，成为当今信道编码领域最受瞩目的研究热点之一。2006年10月24日，国家广电总局正式颁布了CMMB广播信道行业标准《GY/T 220.1-2006移动多媒体广播第1部分：广播信道帧结构、信道编码和调制》，并于同年11月1日正式实施。系统中的信道编码就是采用高性能的规则LDPC码作为内码，此LDPC码的校验矩阵是经过精心设计构造出来的一种规则稀疏矩阵，具有巧妙的准循环特点：(1)1/2码率的校验矩阵，每18行的1的位置向右循环移位36列，每18列的1的位置向下循环移位36行。(2)3/4码率的校验矩阵，每18行的1的位置向右循环移位72列，每18列的1的位置向下循环移位72行。(3)1/2码率的校验矩阵的行重为6，列重为3。LDPC码基于二分图的和积算法一次迭代过程主要包括校验节点更新和变量节点更新两个步骤。其中计算的难点在于校验消息的更新，而在实际硬件实现时如何处理变量节点与校验节点之间错综复杂的连接关系，使得变量信息和校验信息能够送到对应的计算模块成为工程应用中的难点。-->在目前的研究中，LDPC译码器的译码结构可以分为全并行结构、全串行结构、部分并行结构。在全并行译码器中，所有的变量节点和校验节点同时进行更新，译码速度非常快，但是各节点处理单元和中间信息存储单元之间的连线复杂度随着码长增加而快速增长，限制了它的实际应用。而全串行译码器中校验节点和变量节点的更新是单个依次进行的，资源消耗比较少，但译码速度低。而部分并行译码器是硬件资源和运行速度的折中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种数据吞吐率高，占用系统资源少，且实现简便的可变码率LDPC译码器及译码方法。本专利技术的目的是通过如下技术方案予以实现的：一种用于移动多媒体广播中高速LDPC译码器，包括控制模块、变量节点中间信息存储模块、校验信息存储模块和移位器，其特征在于还包括P个迭代消息更新模块，所述迭代消息更新模块通过从变量节点中间信息存储模块中输出的变量节点中间信息和从校验信息存储模块中读出的上一次迭代产生的校验信息计算得到本次迭代产生的校验信息并产生新的变量节点中间信息，以用于下一个校验节点的校验信息的更新；所述控制模块连接所述变量节点中间信息存储模块、校验信息存储模块及迭代消息更新模块，并控制各个模块的地址信息，工作状态及时序；所述变量节点中间信息存储模块，用于储存变量节点更新的变量节点中间信息；所述校验信息存储模块，用于储存校验节点更新的信息。所述移位器，用于将P个变量节点中间信息送入到P个对应的迭代消息更新模块中。其中P表示迭代消息更新模块的个数，为正整数。在上述一种用于移动多媒体广播中高速LDPC译码器中，迭代消息更新模块包括：-->两个向量解压缩器：用于将压缩形式的校验消息恢复成完整形式的校验消息，用于变量节点中间信息的更新；一个最小值计算模块：用于接收从变量节点中间信息存储模块送入的变量节点中间信息与向量解压缩器输出的校验信息相减后得到的一路中间信息，并得到压缩形式的新的校验消息；一个FIFO(Fist In Fist Out)：用于接收从变量节点中间信息存储模块送入的变量节点中间信息与向量解压缩器输出的校验信息相减后得到的另一路中间信息，并用于变量节点中间信息的更新；在上述一种用于移动多媒体广播中高速LDPC译码器的译码方法中，包括如下步骤：(1)从输入端将初始的信息存输入到变量节点中间信息存储模块中；(2)控制单元从变量节点中间信息存储模块中读出P个变量节点中间信息，并通过移位器送入到P个对应的迭代消息更新模块中；(3)迭代消息更新模块根据送入的变量节点中间信息及从校验信息存储模块中读出的上一次的校验信息计算出新的校验信息和新的变量节点中间信息；(4)迭代消息更新模块将步骤(3)中新的校验信息储存到校验信息存储模块中，同时将新的变量节点中间信息通过移位器送入到对应的变量节点中间信息存储模块中，以用于下一个校验节点的校验信息的更新。在上述一种用于移动多媒体广播中高速LDPC译码器的译码方法中，步骤(3)中计算新的校验信息和新的变量节点中间信息的步骤如下：(1)将从变量节点中间信息存储模块送入的变量节点中间信息与向量解压缩器1中输出的校验信息相减得到计算新的校验信息所需的中间信息；(2)所述中间信息分为两路，一路送入最小值计算模块计算新的校验信息，另一路送入FIFO中暂存。(3)最小值计算模块将计算出来的压缩形式的校验信息输入向量解压-->缩器2中，经过向量解压缩器计算出新的校验信息与FIFO中读出中间信息相加得到新的变量节点中间信息，并输送给下一个迭代消息更新模块。在上述一种用于移动多媒体广播中高速LDPC译码器的译码方法中，具体的译码方法如下：步骤1.初始化：λi＝Li，i＝1…n。步骤2.如果k<Max_iter(最大迭代次数)，转到步骤3，否则转到步骤5。步骤3.对所有j∈M(i)，计算校验消息Rijk=Πj′∈M(i)\\jsign(λi-Rij′k-1)max{minj′∈M(i)\\j(|λi-Rij′k-1|-β),0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于移动多媒体广播中高速ＬＤＰＣ译码器，包括控制模块、变量节点中间信息存储模块、校验信息存储模块和移位器，其特征在于还包括Ｐ个迭代消息更新模块，所述迭代消息更新模块通过从变量节点中间信息存储模块中输出的变量节点中间信息和从校验信息存储模块中读出的上一次迭代产生的校验信息计算得到本次迭代产生的校验信息并产生新的变量节点中间信息，以用于下一个校验节点的校验信息的更新；　所述控制模块连接所述变量节点中间信息存储模块、校验信息存储模块及迭代消息更新模块，并控制各个模块的地址信息，工作状态及时序；　所述变量节点中间信息存储模块，用于储存变量节点更新的变量节点中间信息；　所述校验信息存储模块，用于储存校验节点更新的信息。　所述移位器，用于将Ｐ个变量节点中间信息送入到Ｐ个对应的迭代消息更新模块中。其中Ｐ表示迭代消息更新模块的个数，为正整数。

【技术特征摘要】
1、一种用于移动多媒体广播中高速LDPC译码器，包括控制模块、变量节点中间信息存储模块、校验信息存储模块和移位器，其特征在于还包括P个迭代消息更新模块，所述迭代消息更新模块通过从变量节点中间信息存储模块中输出的变量节点中间信息和从校验信息存储模块中读出的上一次迭代产生的校验信息计算得到本次迭代产生的校验信息并产生新的变量节点中间信息，以用于下一个校验节点的校验信息的更新；所述控制模块连接所述变量节点中间信息存储模块、校验信息存储模块及迭代消息更新模块，并控制各个模块的地址信息，工作状态及时序；所述变量节点中间信息存储模块，用于储存变量节点更新的变量节点中间信息；所述校验信息存储模块，用于储存校验节点更新的信息。所述移位器，用于将P个变量节点中间信息送入到P个对应的迭代消息更新模块中。其中P表示迭代消息更新模块的个数，为正整数。2、根据权利要求1所述的一种用于移动多媒体广播中高速LDPC译码器，其特征在于所述迭代消息更新模块包括：两个向量解压缩器：用于将压缩形式的校验消息恢复成完整形式的校验消息，用于变量节点中间信息的更新；一个最小值计算模块：用于接收从变量节点中间信息存储模块送入的变量节点中间信息与向量解压缩器输出的校验信息相减后得到的一路中间信息，并得到压缩形式的新的校验消息；一个FIFO：用于接收从变量节点中间信息存储模块送入的变量节点中间信息与向量解压缩器输出的校验信息相减后得到的另一路中间信息，并用于变量节点中间信息的更新；3、一种用于移动多媒体广播中高速LDPC译码器的译码方法，其特征在于包括如下步骤：(1)从输入端将初始的信息存输入到变量节点中间信息存储模块中；(2)控制单元从变量节点中间信息存储模块中读出P个变量节点中间信息，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周正，叶南生，尹浩琼，邹光南，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]