基于ofdm电力线通信系统的qc-ldpc译码方法和译码器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设计OFDM电力线通信领域，尤其设及一种基于OFDM电力线通信系统的 QC-LDPC译码方法。
【背景技术】
[0002] 数字通信系统中，编码调制是保证系统传输鲁椿性和传输速率的核屯、技术之一。 电力线通信系统传输条件非常恶劣，难W保证传输可靠性，因而需要在总体上构建高效鲁 椿的编码调制技术W逼近信道容量，提高其对抗恶劣信道的能力。
[0003] LDPC码最早由Gallager于1962年提出，并于上世纪90年代被重新提出。LDPC 码是通过校验矩阵定义的一类线性码，为使译码可行，在码长较长时需要校验矩阵满足"稀 疏性"，即校验矩阵中1的密度比较低，也就是要求校验矩阵中1的个数远小于0的个数，并 且码长越长，密度就要越低。正是由于校验矩阵的"稀疏性"，才能够构造出具有低复杂度、 高性能的LDPC码。定义dv为校验矩阵H的行重，dc为校验矩阵H的列重，则dv和dc的值 都唯一的LDPC码为规则LDPC码，dv或者dc的值不唯一的LDPC码为非规则LDPC码。目前 的研究均表明LDPC码是信道编码中纠错能力最强的一种码，而且由于其译码器结构简单， 可W用较少的资源消耗获得极高的吞吐量。
[0004] QC-LDPC码的校验矩阵H具有准循环特征，是由一系列相同大小的方阵构成，该些 方阵包括全零矩阵和循环移位阵。循环移位阵是由单位矩阵进行循环移位得到，一个位移 量为P的循环移位阵是将单位矩阵的每一行进行向右循环P位得到的。校验矩阵H的结构 如下：
[0005]
【主权项】
1. 一种基于OFDM电力线通信系统的QC-LDPC译码方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤A:接收输入数据； 步骤B:初始化：根据QC-LDPC码校验矩阵预先存储好的矩阵中1所在位置的地址表， 将步骤A中接收到的输入数据依次赋值给码元节点，计算各码元节点后验对数似然比的初 值，设置QC-LDPC码校验矩阵的各边值似然比的初值为0,缓存校验节点的信息值； 步骤C:设置迭代最大次数MaX_iter_num，开始迭代，并计算迭代次数k; 步骤D:更新水平方向的边值和符号位，并存储所述水平方向的边值和符号位； 步骤E:更新垂直方向的边值和符号位，并存储所述垂直方向的边值和符号位； 步骤F:根据步骤D和步骤E更新后的边值，计算更新后的码元节点的信息值； 步骤G:根据更新后的码元节点的信息值判决输出码字，并根据所述输出码字计算校 验子s，若s=0,则译码结束，译码器将所述输出码字输出；若s辛0,则判断迭代次数k是 否等于迭代最大次数Max_iter_num，如果k〈Max_iter_num，则返回步骤C继续迭代，如果k =Max_iter_num，贝Ij译码结束，译码器将所述输出码字输出。
2. 根据权利要求1所述的基于OFDM电力线通信系统的QC-LDPC译码方法，其特征在 于，步骤D具体包括以下步骤： 步骤Dl:将QC-LDPC码校验矩阵中1所在同一行中的所有边值的后验对数似然比的绝 对值进行逐级比较筛选，得到最小值； 步骤D2:得到最小值后，计算最小值的有效数据和扩展数据，将扩展数据的位宽表示 成2的幂，并对有效数据和幂值进行存储； 步骤D3 :将QC-LDPC码校验矩阵中1所在同一行中的所有边值的后验对数似然比的绝 对值进行逐级比较筛选，得到次小值； 步骤D4 :得到次小值后，计算次小值的有效数据和扩展数据，将扩展数据的位宽表示 成2的幂，并对有效数据和幂值进行存储； 步骤D5 :更新边值，将QC-LDPC码校验矩阵中的同一行中的各边值的后验对数似然比 与最小值进行比较，若边值大于最小值，则边值更新为最小值；若边值等于最小值，则边值 更新为次小值； 步骤D6:更新符号位，将所有QC-LDPC码校验矩阵中同一行的符号位相乘得到总符号 位，再依次将所述输入数据的各边值的符号位与总符号位相乘，得到的新符号位就是更新 的符号位。
3. 根据权利要求2所述的基于OFDM电力线通信系统的QC-LDPC译码方法，其特征在 于，步骤D2中的所述有效数据表示为a(0<a<2N-1)，其中N为有效数据的位宽；所述扩 展数据表示为2b(0<b<2M-1)，其中M为所述扩展数据的位宽的幂值。
4. 根据权利要求2所述的基于OFDM电力线通信系统的QC-LDPC译码方法，其特征在 于，步骤D4中的所述有效数据表示为a(0<a<2N-1)，其中N为有效数据的位宽；所述扩 展数据表示为2b(0<b<2M-1)，其中M为所述扩展数据的位宽的幂值。
5. 根据权利要求2至4任一项所述的基于OFDM电力线通信系统的QC-LDPC译码方法， 其特征在于，步骤Dl中的逐级筛选为二分法同步并行比较筛选，每一级每一次将两个值进 行比较，先从高比特位开始，直到可在某一比特位时判断出两个值的大小，就将比较结果作 为此次的输出结果，然后进入下一级的比较，直至到达最后两数的比较，得到所述最小值。
6. 根据权利要求2至4任一项所述的基于OFDM电力线通信系统的QC-LDPC译码方法， 其特征在于，步骤D3中的逐级筛选为两两比较筛选，从高比特开始比较，比较出较小值，输 入到下一次比较，直至到达最后两数的比较，得到所述次小值。
7. -种基于OFDM电力线通信系统的QC-LDPC译码器，其特征在于，包括： 输入数据缓存模块，用于存储接收的输入数据； 码元节点处理单元，用于计算各码元节点后验对数似然比的初值，及计算更新后的码 元节点的信息值； 水平边处理单元，负责水平方向更新的运算处理； 译码器控制模块，负责码率的选择和地址的取址选择； 地址信息表，存储不同码率下的相应的校验矩阵中1所在的地址； 垂直边处理单元，负责垂直方向更新的运算处理； 边信息存储器，用于设置QC-LDPC码校验矩阵的各边值似然比的初值为0,并存储更新 后的边值和符号位； 比特判决模块，用于根据更新后的码元节点的信息值判决输出码字； 校验子计算模块，用于校验子的计算以及迭代次数的计算； 输出数据缓存模块，用于存储所述输出码字。
【专利摘要】本发明公开了一种基于OFDM电力线通信系统的QC-LDPC译码方法和译码器，其中译码方法包括接收数据、初始化、迭代、更新水平方向的边值和符号位并存储、更新垂直方向的边值和符号位并存储、计算更新后的码元节点的信息值、计算校验子判断输出结果或继续迭代等步骤。本发明的QC-LDPC译码方法通过在水平方向和垂直方向的更新过程中，不仅保存边值，而且保存符号位，从而减少重复的符号运算，提高了迭代效率。
【IPC分类】H03M13-11
【公开号】CN104767536
【申请号】CN201510122959
【发明人】不公告发明人
【申请人】深圳市力合微电子股份有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月19日