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基于ACE約束的S-IRA編譯碼器設(shè)計

作者: 時間:2010-06-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:考慮到結(jié)構(gòu)化非規(guī)則重復(fù)累積碼具有準循環(huán)的結(jié)構(gòu)便于硬件實現(xiàn),采用了結(jié)構(gòu)化非規(guī)則重復(fù)累積碼進行編碼器設(shè)計。準循環(huán)矩陣的構(gòu)造采用了基于約束的PEG填充構(gòu)造方法。結(jié)合所用碼型的特點,設(shè)計出了簡單有效的編碼流程圖。譯碼方面,采用了分層修正最小和譯碼算法,并設(shè)計出了譯碼器結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)化非規(guī)則重復(fù)累積碼;分層修正最小和譯碼算法;編碼器結(jié)構(gòu);譯碼器結(jié)構(gòu)

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202535.htm

O 引言
重復(fù)累積碼(Repeat-Accumulate Codes)是由D.Divsalar等人于1998年提出的,作為LDPC碼與Turbo碼的一個子集,在譯碼方面它具有LDPC碼優(yōu)異的性能以及并行譯碼的優(yōu)勢,在編碼方面又同時具有Turbo碼線性復(fù)雜度的特點,因此受到廣泛關(guān)注。在實際應(yīng)用方面,歐洲D(zhuǎn)VB-S2標準中的信道編碼部分采用了RA碼的技術(shù)。經(jīng)過近幾年的研究,重復(fù)累積碼有了一些新的發(fā)展,如非規(guī)則重復(fù)累積碼(IRA)、擴展重復(fù)累積碼(elRA)、累積重復(fù)累積碼(ARA)、結(jié)構(gòu)化的非規(guī)則重復(fù)累積碼()等,這些碼對RA碼的誤碼性能、誤碼平層、編碼復(fù)雜度以及碼率的靈活性等方面進行了改善。
為了減少硬件實現(xiàn)的復(fù)雜度,提高的吞吐量,將校驗矩陣構(gòu)造成準循環(huán)形式是一種普遍被采用的方法。因此,考慮到碼具有準循環(huán)形式,本文采用了基于約束的碼進行編碼器設(shè)計,使用分層最小和譯碼算法進行譯碼器設(shè)計。

1 編碼器設(shè)計
1.1 RA碼校驗矩陣設(shè)計
RA碼編碼就是將信息位u中的每一位重復(fù)q次,經(jīng)過交織以后輸入傳輸函數(shù)為的累加器,經(jīng)過累加即得到校驗位p,完成編碼。RA碼可分為非系統(tǒng)碼和系統(tǒng)碼兩類,RA碼與IRA碼系統(tǒng)碼的校驗矩陣可以表示為H=[H1H2]。H1的列重為{db,t},行重為{dc,i}。H2具有差分形式:


由于H2的差分形式,可以直接使用校驗矩陣H進行編碼,為了降低編碼復(fù)雜度,將H1設(shè)計成準循環(huán)形式,即為結(jié)構(gòu)化的IRA碼(S-IRA)。但如果將H1直接構(gòu)造成準循環(huán)形式,H2的雙對角線形式會使構(gòu)造出的校驗矩陣最小漢明距離太小,而先構(gòu)造與H1相同大小的準循環(huán)矩陣P,再將P進行行交織得到H1則可以避免這個問題。


在設(shè)計校驗矩陣時,采用了中提出的基于近似環(huán)外信息度(Approximate Cycle Extrinsic Message Degree)約束的邊增長算法(PEG)來構(gòu)造準循環(huán)矩陣P。
1.2 編碼器結(jié)構(gòu)
編碼器最復(fù)雜的部分在于信息位u通過準循環(huán)矩陣PT,即進行uPT的運算。本文采用上海交通大學(xué)無線通信研究所LDPC小組提出的SRAA(shift-register-identity-matrix-ad-der-accumulator)結(jié)構(gòu)進行uPT的運算。
假設(shè)準循環(huán)矩陣P的大小為M×Q行,K×Q列。其中Q×Q為P中循環(huán)置換矩陣和全零矩陣的大小。將信息序列u順序分成K段,每段長為Q比特,即u=(u1,u2,…,uK),其中。將準循環(huán)矩陣P寫作:

其中Pi,j為P中的循環(huán)置換矩陣或者全零矩陣。在硬件中存儲P時,只需存儲每個Pi,j第一列“l(fā)”元素的位置,當Pi,j為全零矩陣時,存儲的位置為O。


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