Dtmb中改進(jìn)的qc-ldpc編碼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種DTMB中改進(jìn)的QC-LDPC編碼器，該編碼器主要由循環(huán)左移累加器、并行濾波器和線性反饋移位寄存器三部分組成，它們共用63個(gè)127位寄存器。本發(fā)明提供的QC-LDPC編碼器兼容多碼率，編碼時(shí)間與碼率無(wú)關(guān)，能在明顯提高編碼速度的同時(shí)有效減少資源需求，具有編碼速度快、資源消耗少、功耗小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】DTMB中改進(jìn)的QC-LDPC編碼器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信道編碼領(lǐng)域，特別涉及一種DTMB系統(tǒng)中改進(jìn)的QC-LDPC碼的高效編
碼方法。
【背景技術(shù)】
[0002]低密度奇偶校驗(yàn)(Low-Density Parity-Check, LDPC)碼是高效的信道編碼技術(shù)之一，而準(zhǔn)循環(huán)LDPC (Quasic-LDPC, QC-LDPC)碼是一種特殊的LDPC碼。QC-LDPC碼的生成矩陣G和校驗(yàn)矩陣H都是由循環(huán)矩陣構(gòu)成的陣列，具有分段循環(huán)的特點(diǎn)，故被稱為準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼。循環(huán)矩陣的首行是末行循環(huán)右移I位的結(jié)果，其余各行都是其上一行循環(huán)右移I位的結(jié)果，因此，循環(huán)矩陣完全由其首行來表征。通常，循環(huán)矩陣的首行被稱為它的生成多項(xiàng)式。
[0003]DTMB標(biāo)準(zhǔn)采用了系統(tǒng)形式的QC-LDPC碼,其生成矩陣G的左半部分是由aX c個(gè)bXb階循環(huán)矩陣Gy.(O ( Ka, O ( j〈c, t=a+c)構(gòu)成的陣列,右半部分是一個(gè)單位矩陣,如
下所示:
[0004]
【權(quán)利要求】
1.一種DTMB中改進(jìn)的QC-LDPC碼，原QC-LDPC碼的校驗(yàn)矩陣H是由cXt個(gè)bXb階循環(huán)矩陣構(gòu)成的陣列，通過行列交換變換成近似下三角形狀Hau，u反映了 Hau與下三角矩陣的接近程度，其中，c、t、b和u皆為正整數(shù)，t=a+c，3種不同碼率η分別是0.4、0.6、0.8，對(duì)于這3種不同碼率QC-LDPC碼，均有t=59和b=127，3種不同碼率對(duì)應(yīng)的參數(shù)a分別是24、36、48，3種不同碼率對(duì)應(yīng)的參數(shù)c分別是35、23、11，3種不同碼率對(duì)應(yīng)的參數(shù)u分別是3、2、2，為使3種碼率對(duì)應(yīng)的參數(shù)u均為2，對(duì)η =0.4時(shí)的校驗(yàn)矩陣H進(jìn)行如下修改:首先，清零第33~36塊列中的4個(gè)循環(huán)矩陣r(67)，其中，r(67)是bXb階單位矩陣I循環(huán)右移67位的結(jié)果；然后，將前36塊列循環(huán)左移I塊列。
2.—種DTMB中改進(jìn)的QC-LDPC編碼器，改進(jìn)后的QC-LDPC碼的校驗(yàn)矩陣H是由cXtAbXb階循環(huán)矩陣構(gòu)成的陣列，通過行交換變換成近似下三角形狀HAU，u反映了 Hau與下三角矩陣的接近程度，其中，C、t、b和u皆為正整數(shù)，t=a+c，3種不同碼率η分別是0.4、0.6,0.8，對(duì)于這3種不同碼率QC-LDPC碼，均有t=59、b=127和u=2，3種不同碼率對(duì)應(yīng)的參數(shù)a分別是24、36、48，3種不同碼率對(duì)應(yīng)的參數(shù)c分別是35、23、11，校驗(yàn)矩陣H的前c塊列對(duì)應(yīng)的是校驗(yàn)向量P，后a塊列對(duì)應(yīng)的是信息向量s,以b比特為一段,校驗(yàn)向量P被等分為c段，即P= (Pl, P2,…，p。)，信息向量s被等分為a段，即S= (Sl, S2,…，sa)，H對(duì)應(yīng)碼字V= (p, s), P= (py, px) , Py= (P1, P2,…，Pc-2)，PX=(PC-1，Pc)，其特征在于，所述編碼器包括以下部件: 循環(huán)左移累加器RLA，主要由開關(guān)Z1、寄存器R6tl~R61、b位二輸入異或門A1~A2和查找表L1~L2組成，用于計(jì)算部分校驗(yàn)向量Px ； 并行濾波器，主要由開關(guān)Z2~Z3、寄存器R1~R59和多輸入異或門A n，i~A n，。組成，用于信息向量s的輸入、向量f和m的計(jì)算、向量的調(diào)整、碼字V的輸出； 線性反饋移位寄存器LFSR，主要由開關(guān)Z4、寄存器R62~R63、b位二輸入異或門A3~A4和循環(huán)右移器Q1~Q2組成，用于計(jì)算向量q、W、X、y和部分校驗(yàn)向量py。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種DTMB中改進(jìn)的QC-LDPC編碼器，其特征在于，所述行交換的過程如下: 首先，對(duì)于任一碼率，將H第2~c塊行中的所有置換矩陣循環(huán)右移126位； 然后，對(duì)于H=0.4,0.6和0.8，將H首塊行中的所有置換矩陣分別循環(huán)右移62、79和20位，并移至H的最下方作為末塊行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種DTMB中改進(jìn)的QC-LDPC編碼器，其特征在于，寄存器R58~R59輸出的2比特?cái)?shù)據(jù)構(gòu)成1X2階向量h，高密度矩陣Φ的第I塊列和第2塊列中的2個(gè)生成多項(xiàng)式分別構(gòu)成2Xb階矩陣F1和F2, RLA中的查找表L1和L2存儲(chǔ)的分別是所有碼率下向量h與矩陣F1和F2的所有可能乘積，當(dāng)RLA計(jì)算部分校驗(yàn)向量Px時(shí)，開關(guān)W、Z3和Z4分別處于位置1、1、1和1，寄存器R1~R59-^R6tlI~R57、R58~R59、R6(I~R61和R62~R63初始存儲(chǔ)的分別是向量s、f、χ、0和0，每個(gè)時(shí)鐘到來時(shí)，寄存器R58~R59各自串行左移I次，查找表L1~L2的輸出分別與寄存器R6tl~R61串行循環(huán)左移I次的結(jié)果相加，和存回寄存器R60~R61,b個(gè)時(shí)鐘周期后，寄存器R1~R59_c、R60_c~R57、R58~R59、R60~R61和R62~R63存儲(chǔ)的分別是向量s、f、X、px和O。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種DTMB中改進(jìn)的QC-LDPC編碼器，其特征在于，當(dāng)并行濾波器用于計(jì)算向量f和m時(shí)，開關(guān)ZpZ2、Z3和Z4分別處于位置1、1、I和I，計(jì)算向量f和m的步驟如下: 初始時(shí)，信息向量S位于寄存器!?。+1~R59中，Rm~R59中的每個(gè)寄存器都有多個(gè)抽頭； 每個(gè)時(shí)鐘到來時(shí)，寄存器1?。+1~R59各自串行循環(huán)左移I次，多輸入異或門ΑηΛ~An，。分別將計(jì)算結(jié)果串行左移入寄存器R1~R。； 重復(fù)上述過程，經(jīng)過b個(gè)時(shí)鐘周期完成運(yùn)算，寄存器R1~1?。_2和Rc^1~R。存儲(chǔ)的分別是向量f和m，而寄存器1?。+1~R59存儲(chǔ)的依然是信息向量S，寄存器R6tl~R63存儲(chǔ)的依然是O0
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種DTMB中改進(jìn)的QC-LDPC編碼器，其特征在于，當(dāng)LFSR用于計(jì)算向量q和w時(shí)，開關(guān)Zp Z2、Z3和Z4分別處于位置1、1、4和4，循環(huán)右移器Q1和Q2分別對(duì)輸入循環(huán)右移31和103位，寄存器R1~H~RC、RC+1~R59、R60~R61和R62~R63初始存儲(chǔ)的分別是向量f、m、s、0和0，每個(gè)時(shí)鐘到來時(shí)，寄存器R1~R59并行循環(huán)左移I次，寄存器R1的輸出同時(shí)循環(huán)右移31和103位后分別與寄存器R62和R63的輸出進(jìn)行模2加，c-2個(gè)時(shí)鐘周期后，寄存器R1~R2、R3~R61-。、R62-。~R59、R60~R61和R62~R63存儲(chǔ)的分別是向量m、s、f、0和W。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種DTMB中改進(jìn)的QC-LDPC編碼器，其特征在于，當(dāng)LFSR用于計(jì)算向量X時(shí)，開關(guān)Zp Z2, Z3和Z4分別處于位置1、1、3和2，反饋量始終是0，寄存器R1~R2、R3~R61_。、R62-c~R59、R60~R61和R62~R63初始存儲(chǔ)的分別是向量m、s、f、0和w,每個(gè)時(shí)鐘到來時(shí)，寄存器R1~R59并行左移I次，寄存器R1的輸出與寄存器R62的輸出進(jìn)行模2加，2個(gè)時(shí)鐘周期后，寄存器R1~R59_。、R60_c~R57、R58~R59、R60~R61和R62~R63存儲(chǔ)的分別是向量s、f、x、0和O。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種DTMB中改進(jìn)的QC-LDPC編碼器，其特征在于，當(dāng)LFSR用于計(jì)算向量y時(shí)，開關(guān)ZpZ2、Z3和Z4分別處于位置2、2、4和3，反饋量是寄存器R6tl的輸出，寄存器R6q的輸出同時(shí)送入寄存器R57，對(duì)于rI=0.4、0.6和0.8,循環(huán)右移器Q1分別對(duì)輸入循環(huán)右移20、115和4位，Q2分別對(duì)`輸入循環(huán)右移40、23和82位，寄存器R1~R59_e、R6(l_c~R57、R58~R59、R6(i~R61和R62~R63初始存儲(chǔ)的分別是向量s、f、x、px和0，每個(gè)時(shí)鐘到來時(shí)，寄存器R6tl~R61并行左移I次，寄存器R6tl的輸出同時(shí)送入寄存器R57和LFSR，循環(huán)右移器Q1和Q2的輸出分別與寄存器R62和R63的輸出進(jìn)行模2加，2個(gè)時(shí)鐘周期后，寄存器R58_。~R55> R56~1、R60~R61和R62~R63存儲(chǔ)的分別是向量f、px、o和y，其它寄存器存儲(chǔ)的是信息向量s。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種DTMB中改進(jìn)的QC-LDPC編碼器，其特征在于，當(dāng)LFSR用于計(jì)算部分校驗(yàn)向量Py時(shí)，開關(guān)\、Z2, Z3和Z4分別處于位置1、1、3和4，循環(huán)右移器Q1和Q2分別對(duì)輸入循環(huán)右移31和103位，寄存器R1~Rc_2、Rh~Rc、Rc+1~R59、R60~R61和R62~R63初始存儲(chǔ)的分別是向量f、px、s、0和y，每個(gè)時(shí)鐘到來時(shí)，寄存器R1~R59并行循環(huán)左移I次，寄存器R1的輸出同時(shí)循環(huán)右移31和103位后分別與寄存器R62和R63的輸出進(jìn)行模2加，c-2個(gè)時(shí)鐘周期后，寄存器R1~R2、R3~R61_。和R62_。~R59存儲(chǔ)的分別是向量px、s 和 py。
10.一種DTMB中改進(jìn)的QC-LDPC碼的編碼方法，改進(jìn)后的QC-LDPC碼的校驗(yàn)矩陣H是由cXt個(gè)bXb階循環(huán)矩陣構(gòu)成的陣列，通過行交換變換成近似下三角形狀Hau，u反映了Hau與下三角矩陣的接近程度，其中，C、t、b和u皆為正整數(shù)，t=a+c，3種不同碼率η分別是0.4、0.6、0.8，對(duì)于這3種不同碼率QC-LDPC碼，均有t=59、b=127和u=2, 3種不同碼率對(duì)應(yīng)的參數(shù)a分別是24、36、48，3種不同碼率對(duì)應(yīng)的參數(shù)c分別是35、23、11，校驗(yàn)矩陣H的前c塊列對(duì)應(yīng)的是校驗(yàn)向量P,后a塊列對(duì)應(yīng)的是信息向量s,以b比特為一段,校驗(yàn)向量P被等分為c段，即P= (P1, P2,…，P。)，信息向量s被等分為a段，即S=G1, S2,…，sa), H對(duì)應(yīng)碼字V= (P, s), P= (py, px), Py= (P1, P2,…，Pd)，Px= (Pc-1.P。)，其特征在于，所述編碼方法包括以下步驟: 第I步，使用并行濾波器輸入信息向量s，開關(guān)\、Z2> Z3和Z4分別處于位置2、2、2和`1，信息向量被逐段并行送入并行濾波器，a個(gè)時(shí)鐘周期后，寄存器1?。+1~R59存儲(chǔ)的是信息向量s，寄存器R6tl~R63被清零； 第2步，使用并行濾波器計(jì)算向量f和m ; 第3步，使用LFSR計(jì)算向量q和w ; 第4步，使用LFSR計(jì)算向量X ; 第5步,使用RLA計(jì)算部分校驗(yàn)向量Px ； 第6步，使用LFSR計(jì)算向量y; 第7步，使用并行濾波器調(diào)整向量s、f和px，開關(guān)\、Z2, Z3和Z4分別處于位置1、1、4和1，寄存器R58_。~R55、R56~R57、R6(i~R61和R62~R63初始存儲(chǔ)的分別是向量f、Px、0和y，其它寄存器存儲(chǔ)的是信息向量s，寄存器R1~R59并行循環(huán)左移a-2次后，寄存器R1~1?。_2、Re-!~R。、Rc+1~R59、R60~R61和R62~R63存儲(chǔ)的分別是向量f、px、s、0和y ； 第8步，使用LFSR計(jì)算部分校驗(yàn)向 量Py ； 第9步，使用并行濾波器輸出碼字v=(s’ py, px)，開關(guān)ZpZ2、Z3和Z4分別處于位置1、1、4和1，以寄存器R3的輸出作為總輸出，寄存器R1~R59并行循環(huán)左移t次即可完成碼字輸出。
【文檔編號(hào)】H03M13/11GK103840840SQ201410057080
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】張鵬, 劉志文, 張燕 申請(qǐng)人:榮成市鼎通電子信息科技有限公司