基于IEEE802. 16e 的LDPC 编码器设计与实现.docxVIP

计算机技术与应用.23456*7 8*9:;22= ?;@ 6A B44C9?6C2;A基于 !#$%’() 的 *+,- 编码器设计与实现陈志凯 ! 韩泽耀E上海交通大学微电子学院 ! 上海 )RR)CRI摘要 ! 提出了一种基于 %’R)*H,- 的具有线性编码复杂度的 !#$ 码的硬件编码器结构 ! 并且在 1WX$ 的 R*H’!T 工艺库的最恶劣情况下!通过 -7Y= $5TZ7[-3 工具综合可以达到 @’PX\] 的速度 关键词 ! !#$ 码 %’(0^+,- 编码器硬件实现低密度奇偶校验码 !#$码作为前向纠错码广泛应用于通信和存储领域 ! 最近 !#$码被 %’()*+,-标准)E*+,IGT5;E)E*+,I%,I)E*+,I!R)E*+,ISR选择作为其信道编码技术 .+/! !#$码在码长足够长时性/(1基于 $$$01(/)*的 +,-.码的快速编码算法能接近香农限 .0/! !#$码比 12345码有更好的渐进特性 并且拥有一类广阔的译码算法$消息传递算法 使其为了对 !#$码进行有效编码 矩阵 ($被分割成如下形式 能够在编码的性能与复杂度之间折中选择 % 但是对于!#$码来说 一个需要面对的主要问题是来自于自身表($G0 E!- JHI1- 2 E!- JHIH 3 E!- JHIE!- JHI4H1- 5HH 6HE!- HI(面的高编码复杂度 !#$码编码器具有和码长成二次方的时间复杂度 而 12345码则可在线性时间内编码 !6789:3;5=和 34:=?-提出了一种新的编码算法 . @/在很大程度上减轻了随机构造的 !#$码在编码上的巨大运算量需求 使得 !#$码编码器能够在和码长成线性关系的时间内编码 !本文基于 6789:3;5=和 34:=?-提出的编码算法 针对 %’A0*+,-中对 !#$码校验矩阵的规定 提出了一种特定的实现 !#$编码器的方法 !!基于 #$$%’(!)*的 +,-.码的快速编码算法/(/ $$$01(/)*中对 +,-.码校验矩阵的约定!#$码由 !!的矩阵 #定义 其中 !是校验位的位数 是码长的位数 ! 各种码长和码率的校验矩阵 #都是由基本矩阵 #$膨胀得到的 其膨胀因子 %’B)C !在基本矩阵 ($中D用 !+表示 %%的全 (矩阵 用一个循环移位因子 )E*+,F表示单位阵循环移位后的矩阵 ! 每种码率的基本矩阵 #-划分为如下三部分 #-G.E#-HI ! - !. $ E/$I ! $ + E($0I ! $ ! $ J + /其中D($+对应的是信息位 /$和 ($0对应的是校验位 % ($都是针对最大的码长’#0 @(C ( 定义的 %基本矩阵中的移位集 K) E*+,ILL用来决定相同码率不同码长的移位大小 对于码率为 +B0 )@BCM )@BCN )0O@N和 PO,的各种码 )Q*+,I由下式决定 $$$#$$$%而对于码率为 )B@M的各种码 ) E*+,I由下式决定 设膨胀因子为 % 码字 7GE1-D)HD))I 其中 1-GE8HD8)D** D81 - ID)HGE)HI H %D ))GE9HD9)D ** D9!- JHI 而 8*E*GHD ** D1-I )9,EUGHD **D!-JHI为 H%矢量 %; RJH- 71GR EHI对’H ( 式两边左乘矩阵 :可得 , /- 0- 0- 0- 0- 0- 0. 101-1V=)H1V3))1GRJH又由于 %’R)*H,-标准中的 !#$码的校验矩阵EJ63 JH=5IGH总是成立 所以可以得到 )H1GE63 JH04I1-1 E)I))1G3 JHE01-1=)H1I E@I由式 E)I )E@I可知 其编码过程可以分为如下六个步骤 EHI计算 HG01-1和 )G41-1+E)I计算 @G3 ?H H和 CG6@+E@I计算 )HGCV)+ECI计算 PG2)H1+EPI计算 ,GHVP+E,I计算 ))G3 JH,%由上述分析可知 !#$编码算法的计算量主要在于计算 H@AB$1 而 A是稀疏矩阵并且矩阵中的元素不++_)E*+,I#$’’)又设矩阵 :G 由于 !#$码都有 J63R1-1+))0=311:- 7 GR*GRHJ63 JH04 J63 JH=5 R-01))EJ63*04I1-1VEJ63 JH=5I)H1GR)E*+,I )E*+,I!R)E*+,IG)E*+,I%,. / )E*+,ISR%R计算机技术与应用%,-./012 31456,7,89 :6; 0