基於橫向對角存儲的qc-ldpc校驗矩陣的產生方法
2024-01-22 01:56:15 2
專利名稱：基於橫向對角存儲的qc-ldpc校驗矩陣的產生方法
技術領域：
本發明涉 及信道編碼領域，特別涉及一種DTMB系統中QC-LDPC碼校驗矩陣的高效
產生方法。
背景技術：
準循環低密度奇偶校驗(QuasicLow-Density Parity-Check, QC-LDPC)碼是一種高效的信道編碼技術。QC-LDPC碼的校驗矩陣H是由r X c個b Xb階循環矩陣構成的陣列，其塊行數是r，塊列數是C，循環矩陣的階數是b。循環矩陣通常是全零矩陣或置換矩陣。H用於發送端編碼和接收端解碼。通常，QC-LDPC碼的校驗矩陣H中只有全零矩陣和置換矩陣，產生H的常規方法是，逐塊行地輸出每個置換矩陣所在的塊列號j (O ( j〈c)及其相對於單位矩陣的循環右移位數s (O < s〈b)。所需的存儲器取決於塊列數C、循環矩陣階數b和置換矩陣的個數η。DTMB標準採用了 3種不同碼率的QC-LDPC碼，其校驗矩陣H具有一定的對角特性每條對角線上的置換矩陣完全相同。若採用常規方法產生DTMB的QC-LDPC校驗矩陣，則由於未能充分利用H的對角特性，需要較多的存儲器，增加了設備的成本。可見，充分利用H的對角特性高效產生校驗矩陣對DTMB的QC-LDPC編碼器和解碼器實現具有重要意義。
發明內容
針對DTMB系統多碼率QC-LDPC碼校驗矩陣的現有產生方案中存在的需要大容量存儲器缺點，本發明提供了一種基於橫向對角存儲的高效產生方法，有效減少對存儲器的需求。如圖2所示，基於橫向對角存儲機制的DTMB標準中多碼率QC-LDPC碼校驗矩陣的產生裝置主要由4部分組成塊列表、橫向對角循環右移表、索引發生器和置換矩陣形成器。整個產生過程分7步完成第I步，初始化索引發生器的參數，使校驗矩陣的塊行號i=O (O彡i〈r)和塊列表的列號k=0 (O ( k〈t);第2步，從塊列表讀取置換矩陣所在的塊列號j=Column[i][k] (O < j〈c)，分別送給索引發生器和置換矩陣形成器；第3步，索引發生器產生橫向對角循環右移表的索引m=j-i+3 (O ( m〈3+c);第4步，從橫向對角循環右移表讀取置換矩陣相對於單位矩陣的循環右移位數S=Shift [m] (O ( s<b);第5步，置換矩陣形成器輸出置換矩陣所在的塊行號i、塊列號j及其相對於單位矩陣的循環右移位數s ；第6步，索引發生器以I為步長遞增改變k的取值，重複第2飛步，直到k=t ;第7步，索引發生器以I為步長遞增改變i的取值，重複步驟第2飛步，直到i = r。上述產生過程簡單，易於實現。本發明提供的QC-LDPC碼校驗矩陣產生裝置兼容多碼率，能在保持處理速度不變的條件下有效減少存儲器需求，從而達到降低硬體成本和功耗的目的。關於本發明的優點與精神可通過接下來的發明詳述及附圖得到進一步的了解。
圖I是給出了不同碼率η下QC-LDPC碼的參數r、n和t ;圖2是DTMB標準中3種碼率QC-LDPC碼校驗矩陣產生裝置的功能框圖；圖3給出了碼率η=0. 4時塊列表的結構示意圖；圖4給出了碼率η=0. 6時塊列表的結構示意圖；圖5給出了碼率η=0. 8時塊列表的結構示意圖；圖6給出了兼容3種碼率的橫向對角循環右移表的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為對本發明的限定。QC-LDPC碼的校驗矩陣H是由循環矩陣構成的陣列，具有分段循環特點。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徵。循環矩陣的行重和列重相同，記作W。如果《=0，那麼該循環矩陣是全零矩陣。如果w=l，那麼該循環矩陣是可置換的，稱為置換矩陣，它可通過對單位矩陣I循環右移若干位得到。循環矩陣通常是全零矩陣或置換矩陣。QC-LDPC碼的校驗矩陣H是由rXc個bXb階循環矩陣Hi, j (I≤i≤r, I≤j≤c)構成的如下陣列
權利要求
1.一種適合於DTMB標準採用的3種不同碼率QC-LDPC碼的校驗矩陣產生裝置，校驗矩陣H是由rXc個bXb階循環矩陣構成的陣列，H中只有全零矩陣和置換矩陣，每塊行至多有t個置換矩陣，其中，r、c、b和t皆為正整數，3種不同碼率η分別是0.4、0.6、0.8，對於這3種不同碼率QC-LDPC碼，均有c=59和b=127，3種不同碼率對應的參數r分別是35、 23、11，3種不同碼率對應的參數t分別是8、13、27，對於任一碼率的QC-LDPC碼，其校驗矩陣H的任一對角線上的循環矩陣要麼是全零矩陣，要麼是相同的置換矩陣，要麼是相同的置換矩陣與全零矩陣的混合，其特徵在於，所述產生裝置包括以下部件索引發生器，用於產生校驗矩陣H的塊行號i、塊列表的列號k和橫向對角循環右移表的索引 m,其中，0 ^ i<r, O ^ k<t, O ^ m〈3+c ；塊列表，用於存儲每個置換矩陣所在的塊列號，它是一個rXt的二維查找表 Column[i] [k]，其輸出是 j，其中，O ( j<c ；橫向對角循環右移表，用於存儲校驗矩陣每個對角線上置換矩陣相對於單位矩陣的循環右移位數，它是一個IX (3+c)的一維查找表Shift[m]，其輸出是S，其中，O < s〈b ；置換矩陣形成器，將索引發生器輸出的塊行號i、塊列表的輸出j和橫向對角循環右移表的輸出s合成為每個置換矩陣的參數信息(i，j, s)，這三個參數分別表示置換矩陣所在的塊行號、塊列號及其相對於單位矩陣的循環右移位數。
2.如權利要求I所述的校驗矩陣產生裝置，其特徵在於，所述索引發生器根據塊行號i 和塊列表的輸出j產生橫向對角循環右移表的索引m=j-i+3。
3.如權利要求I所述的校驗矩陣產生裝置，其特徵在於，所述橫向對角循環右移表是按照從左下角第一條非全零矩陣對角線到右上角的順序依次存儲校驗矩陣每個對角線上置換矩陣相對於單位矩陣的循環右移位數。
4.一種適合於DTMB標準採用的3種不同碼率QC-LDPC碼的校驗矩陣產生方法，校驗矩陣H是由rXc個bXb階循環矩陣構成的陣列，H中只有全零矩陣和置換矩陣，每塊行至多有t個置換矩陣，其中，r、c、b和t皆為正整數，3種不同碼率η分別是0.4、0.6、0.8，對於這3種不同碼率QC-LDPC碼，均有c=59和b=127，3種不同碼率對應的參數r分別是35、 23、11，3種不同碼率對應的參數t分別是8、13、27，對於任一碼率的QC-LDPC碼，其校驗矩陣H的任一對角線上的循環矩陣要麼是全零矩陣，要麼是相同的置換矩陣，要麼是相同的置換矩陣與全零矩陣的混合，其特徵在於，所述產生方法包括以下步驟(1)初始化索引發生器的參數，使校驗矩陣的塊行號仁=O和塊列表的列號k=0，其中， O ^ i<r, O < k〈t ；(2)從塊列表讀取置換矩陣所在的塊列號j=Column[i][k]，分別送給索引發生器和置換矩陣形成器，其中，O彡j〈c;(3)索引發生器產生橫向對角循環右移表的索引m=j-i+3，其中，O( m<3+c ；(4)從橫向對角循環右移表讀取置換矩陣相對於單位矩陣的循環右移位數 S=Shift [m]，其中，O ^ s〈b ；(5)置換矩陣形成器輸出置換矩陣所在的塊行號i、塊列號j及其相對於單位矩陣的循環右移位數s ；(6)索引發生器以I為步長遞增改變k的取值，重複步驟(2廣(5)，直到k=t;(7)索引發生器以I為步長遞增改變i的取值，重複步驟(2廣(6)，直到i= r。
全文摘要
基於橫向對角存儲的QC-LDPC校驗矩陣的產生方法，本發明涉及一種解決DTMB系統中3種不同碼率QC-LDPC碼校驗矩陣的產生方案，其特徵在於，所述系統的QC-LDPC碼校驗矩陣的產生裝置是基於橫向對角存儲機制，主要由塊列表、橫向對角循環右移表、索引發生器和置換矩陣形成器四部分組成。本發明提供的產生方法過程簡單，易於實現。本發明提供的QC-LDPC碼校驗矩陣產生裝置兼容多碼率，能在保持處理速度不變的條件下有效減少存儲器需求，具有資源消耗少、功耗小、成本低等優點。
文檔編號H03M13/11GK102932005SQ20121044501
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者張鵬, 蔡超時, 林子良 申請人:蘇州威士達信息科技有限公司