本發明專利技術涉及一種解決CMMB系統中兩種不同碼率QC-LDPC碼串行編碼的方案，其特征在于，所述系統的QC-LDPC碼的串行編碼器主要由寄存器、索引編碼器、查找表和b位二輸入異或門四部分組成。本發明專利技術提供的QC-LDPC串行編碼器兼容多碼率，能在保持編碼速度不變的條件下有效減少資源需求，具有控制簡單、資源消耗少、功耗小、成本低等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及移動多媒體廣播領域，特別涉及一種CMMB系統中QC-LDPC碼編碼器的串行實現方法。
技術介紹
由于在傳輸信道中存在的各種失真和噪聲會對發送信號產生干擾，接收端不可避免地會出現數字信號產生誤碼的情況。為了降低誤碼率，需要采用信道編碼技術。低密度奇偶校驗(Low-Density Parity-Check, LDPC)碼以其逼近Shannon限的優 異性能成為信道編碼領域的研究熱點。準循環LDPC碼(Quasic-LDPC，QC-LDPC)碼是一種特殊的LDPC碼,其編碼可采用移位寄存器加累加器(Shift-Register-Adder-Accumulator，SRAA)加以實現。SRAA法是利用生成矩陣Gqc進行編碼。QC-LDPC碼的生成矩陣Gqc是由aXt個bXb階循環矩陣Gi^ (I彡i彡a, I彡j彡t)構成的陣列，t=a+c。與信息向量對應的一部分生成矩陣是單位矩陣，與校驗向量對應的其余部分生成矩陣是高密度矩陣。串行SRAA法完成一次編碼需要ab+t個時鐘周期,需要(t+c)b個寄存器、cb個二輸入與門和cb個二輸入異或門。此外，還需要acb比特ROM存儲循環矩陣的首行。CMMB標準采用了 1/2和3/4兩種不同碼率η的LDPC碼，通過行列交換，校驗矩陣H可被變換為準循環形式Hq。，Hqc對應準循環生成矩陣Gq。。對于這兩種QC-LDPC碼，均有t=36和b=256。圖I給出了不同碼率η下的參數a和C。CMMB標準中QC-LDPC低速編碼的現有解決方案是采用串行SRAA法，兩種碼率所需的編碼時間分別是4644和6948個時鐘周期。邏輯資源需要13824個寄存器、4608個二輸入與門和4608個二輸入異或門，這是由碼率η=1/2對應的參數決定的。此外，兩種碼率共需145，152比特ROM存儲循環矩陣的首行。當采用硬件實現時，需要較多的存儲器和寄存器,勢必會造成設備成本高,功耗大。
技術實現思路
針對CMMB系統多碼率QC-LDPC碼低速編碼的現有實現方案中存在的資源需求量大缺點，本專利技術提供了一種基于查找表的串行編碼方法，能在保持編碼速度不變的前提下，減少資源需求。如圖2所示，基于查找表的CMMB標準中多碼率QC-LDPC碼的串行編碼器主要由4部分組成寄存器、索引編碼器、查找表和b位二輸入異或門。整個編碼過程分4步完成 第I步，清零寄存器Ra+1 Rt ;第2步，輸入信息比特ek (O ^ k〈ab)，寄存器R1 Ra串行左移I次，緩沖信息向量S，為索引編碼器配置恰當的碼率Π，塊行號控制端輸入P=+l(符號表示不大于k/b的最大整數)，查找表根據索引τ選擇輸出，b位二輸入異或門A1(I ^ I ^ c)將查找表的第I個b位輸出端與寄存器Ra+1串行循環左移I次的結果相加，和存回寄存器Ra+1 ;第3步，以I為步長遞增改變k的取值，重復第2步ab次，直到整個信息向量s輸入完畢；第4步，并行輸出碼字v=(s, p)。本專利技術提供的QC-LDPC串行編碼器兼容多碼率，能在保持編碼速度不變的前提下有效減少資源需求，從而達到降低硬件成本和功耗的目的。關于本專利技術的優點與精神可通過接下來的專利技術詳述及附圖得到進ー步的了解。附圖說明圖I給出了不同碼率n下的參數a和C ;圖2是CMMB標準中兼容兩種碼率的QC-LDPC碼串行編碼器整體結構；圖3給出了索引編碼器的輸出T與信息比特、碼率n和生成矩陣Gqc的塊行號P之間的關系； 圖4比較了傳統的串行SRAA法與本專利技術的資源消耗。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術作進ー步說明，但不作為對本專利技術的限定。QC-LDPC碼是ー類特殊的LDPC碼，它的生成矩陣Gee和校驗矩陣Hee都是由循環矩陣構成的陣列，具有分段循環特點，故被稱為準循環LDPC碼。從行的角度看，循環矩陣的每一行都是上一行(首行是末行)循環右移一位的結果；從列的角度看，循環矩陣的每一列都是前一列(首列是末列)循環下移一位的結果。循環矩陣的行向量構成的集合與列向量構成的集合完全相同，因此，循環矩陣完全可由它的首行或首列來表征。QC-LDPC碼的生成矩陣Gqc是由aXt個bXb階循環矩陣Gy (I彡i彡a, I彡j彡t)構成的陣列 I 0 …0 Gla+l Gla+2 …GuG 0 I 0 G2a+1 G2a+2 G2',⑴ oo …i" Gau^x Gaa+2 G01_Gqc (或Hqc)的連續b行和b列分別被稱為塊行和塊列。CMMB標準采用了 1/2和3/4兩種不同碼率n的LDPC碼，通過行列交換，校驗矩陣H可被變換為準循環形式Hq。，Hqc對應準循環生成矩陣Gq。。生成矩陣Gee對應碼字V= (s，p)，Gqc的前a塊列對應的是信息向量SKetl, e1；，en),后c塊列對應的是校驗向量P。以b比特為一段，信息向量s被等分為a段，即S=(Sl，S2,…，sa);校驗向量p被等分為c段，即P= (P1, P2, ...，P。)。CMMB標準采用了兩種不同碼率的QC-LDPC碼，均有t=36和b=256,圖I給出了不同碼率n下的參數a和C。由式(I)和循環矩陣的特點，圖2給出了適用于CMMB標準中兩種碼率QC-LDPC碼的串行編碼器，它主要由寄存器、索引編碼器、查找表和b位ニ輸入異或門四種功能模塊組成。寄存器R1 Ra用于緩存信息向量S= (Sl，S2, -,Sa)，寄存器Ra+1 Rt用于計算和存儲校驗向量P= (P1, P2，…，P。)。索引編碼器形成查找表的索引T，以簡化查找表的使用。b位ニ輸入異或門A1 A。將查找表的第f c個b位輸出值分別累加到寄存器Ra+1 Rt中。索引編碼器的輸出T取決于三個輸入信息比特、碼率n和生成矩陣Gqc的塊行號P (1< P <a)。如果當前輸入的信息比特是0，那么T=O;否則，根據碼率n和塊行號p計算T。當n=i/2時，T = p ;當n=3/4時，T =18+P。碼率n有兩種，故可用I比特來表示；塊行號P的最大值是27，故可用5比特來表示；T的最大值是45，故可用6比特來表示。圖3給出了索引編碼器的輸出T與三個控制量之間的關系。查找表根據索引T進行輸出。如果T =0，那么查找表輸出全零；如果I彡T彡18，那么查找表輸出n =1/2的生成矩陣Gq。第T塊行、第a+1、塊列中所有循環矩陣的首行；否則，查找表輸出n =3/4的生成矩陣Gq。第T-18塊行、第a+1、塊列中所有循環矩陣的首行。本專利技術提供了ー種可變碼率QC-LDPC碼的串行編碼方法，結合CMMB標準中多碼率QC-LDPC碼的串行編碼器(如圖2所示)，其編碼步驟描述如下第I步，清零寄存器Ra+1 Rt ；第2步，輸入信息比特ek (0 く k〈ab)，寄存器R1 Ra串行左移I次，緩沖信息向 量S，為索引編碼器配置恰當的碼率n，塊行號控制端輸入P=+l (符號表示不大于k/b的最大整數)，查找表根據索引T選擇輸出，b位ニ輸入異或門A1 (l^l^c)將查找表的第I個b位輸出端與寄存器Ra+1串行循環左移I次的結果相加，和存回寄存器^a+l ;第3步，以I為步長遞增改變k的取值，重復第2步ab次，直到整個信息向量s輸入完畢，此吋，寄存器R1 Ra存儲的是信息向量S= (本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種適合于CMMB標準中兩種不同碼率QC？LDPC碼的串行編碼器，QC？LDPC碼的生成矩陣GQC是由a×t個b×b階循環矩陣Gi,j構成的陣列，其中，a、t和b皆為正整數，t=a+c，1≤i≤a，1≤j≤t，兩種不同碼率η分別是1/2、3/4，對于這兩種不同碼率QC？LDPC碼，均有t=36和b=256，兩種不同碼率對應的參數a分別是18、27，兩種不同碼率對應的參數c分別是18、9，生成矩陣GQC對應碼字v=(s,p)，GQC的前a塊列對應的是信息向量s=(e0,e1,…,eab？1)，后c塊列對應的是校驗向量p，以b比特為一段，信息向量s被等分為a段，即s=(s1,s2,…,sa)，校驗向量p被等分為c段，即p=(p1,p2,…,pc)，其特征在于，所述編碼器包括以下部件：寄存器R1～Rt，寄存器R1～Ra用于緩存信息向量s=(s1,s2,…,sa)，寄存器Ra+1～Rt用于計算和存儲校驗向量p=(p1,p2,…,pc)；索引編碼器，形成查找表的索引τ，以簡化查找表的使用，其中，0≤τ≤45；查找表，根據索引τ輸出某一碼率QC？LDPC碼生成矩陣GQC的第ρ塊行、第a+1~t塊列中所有循環矩陣的首行，其中，1≤ρ≤a；b位二輸入異或門A1～Ac，將查找表的第1~c個b位輸出值分別累加到寄存器Ra+1～Rt中。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡超時，張鵬，劉昌銀，
申請(專利權)人：蘇州威士達信息科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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