基于改进的分层译码算法的QC-LDPC译码器设计
2012-07-03马汇淼马林华
马汇淼,马林华,田 雨
(空军工程大学 工程学院航空电子工程系,陕西 西安710038)
LDPC 码[1](Low-Density Parity-Check Code)已 经 被证明是实用的好码,因其优异的纠错性能和高效的迭代译码算法而具有广阔的应用前景。QC-LDPC码(Quasi-Cyclic LDPC Code)是根据系统化构造方法构造的一类非常重要的LDPC码,目前已经成为LDPC码硬件实现研究的热点。空间数据系统委员会(CCSDS)推荐了多种码长和码率的QC-LDPC码作为卫星通信和深空通信的信道编码标准[2]。
为满足不同码率的需要,同时考虑译码器应当具有低复杂度和低功耗,本文设计了一种基于改进分层译码算法的译码器结构,以满足实际需要。
1 QC-LDPC码及其译码算法
QC-LDPC码具有分块矩阵的形式,由多个子矩阵构成,形式如下:

其中每个子矩阵 Ai,j都是一个 z×z的循环方阵,此方阵只可能是零矩阵、单位阵或者单位循环移位后的矩阵。
置信传播算法[3-4]BP(Belief-propagation decoding algorithm)是很重要的一类基于LDPC码的译码算法,因其具有严格的数学结构和良好的性能,可以对译码算法的性能做定量分析。修正最小和(MMSP)译码算法[5]实际采用的是BP算法机制,虽然具有较低复杂度并保持良好的性能,但在实际应用中会占用大量硬件资源,且译码延时较长。基于OMS(Offset Min-Sum)的分层译码算法[6]能保证信息马上得到传递,从而改进信息的收敛性。
结合MMSP译码算法和基于OMS的分层译码算法的优点并采用整数量化后的改进算法如下:
(1)校验节点更新

(3)校验检测

②ξ=ξ+1,如果ξ<K,则进行下一层的校验节点更新。
③如果v⇀·H=,则停止迭代,输出为译完码字,否则转④。
④l=l+1,ξ=1;若 l>Nmax,Nmax为最大迭代次数,译码结束,输出译码结果;……
