STiMi标准中的校验矩阵H的构造规则,只要存储其前18行的"1"的位置信息,其他"1"的位置则通过简单的计算就可以得到。这对于减小终端 LDPC 解码的运算量从而达到延长终端电池寿命有很重要的意义。
三、基于RU算法的LDPC编码器设计
设LDPC码检验矩阵为H、生成矩阵为G,传统的编码方法是利用生成矩阵G直接进行编码,由于G并不具有稀疏性,直接编码的复杂度与码长N的平方成正比。而采用RU编码算法,该算法通过交换校验矩阵行列的位置,保持矩阵的稀疏性,利用交换行列后的校验矩阵进行编码,有效降低了编码的复杂度。
RU算法包括两个阶段:预处理阶段和信号编码阶段。
预处理是通过矩阵的行列置换,将校验矩阵H变为一个近似下三角的矩阵,如
图5所示:
图3 LDPC校验矩阵的近似下三角形式
由于这种变换仅仅是通过行列置换来实现的,所以矩阵的稀疏性被保留了下来。真正的编码是通过矩阵相乘,向前迭代以及向量相加来实现的。对于给定的矩阵H来说,预处理只进行一次,用通常由软件来实现,而编码过程由硬件实现。
设信息序列为s,码字为C利用图3的矩阵可对信息序列s进行编码。码字分为三部分:C=(s,p1,p2),其中s是信息比特序列,长度为k;p1和p2是校验比特序列,长度分别为g和N-k-g。校验比特序列p1、p2计算公式如下:
LDPC编码器的复杂度
表1和表2描述了编码器计算校验序列p1、p2的流程及相应的复杂度。
表1 p1的计算
表2 p2的计算
从表1和表2可知RU算法的复杂度与N+g2成正比,g越小,编码复杂度越低。所以对校验矩阵进行行列交换时,使g尽量小是进一步降低编码复杂度的关键。
编码流程如图4:
图4 编码流程图
此次研究的课题是基于RU算法的CMMB LDPC编码器设计实现。通过对校验矩阵的预处理和信号编码,即交换校验矩阵行列的位置,保持矩阵的稀疏性,利用交换行列后的校验矩阵进行编码,大大降低了LDPC编码的复杂度,提高了编码速度和编码效率。
本课题的预期效果:
对基于RU算法的LDPC编码方法进行研究,并通过C语言编程对基于RU算法的LDPC编码器进行设计实现。
毕业设计时间安排
第一阶段
2010年12月-2011年1月
第二阶段
2011年2月-2011年4月
第三阶段
2011年5月