高效低功耗低并行度 LDPC 编码方法

wozuishuai

摘 要：低密度奇偶校验码(LDPC)是最接近香农极限的纠错码之一，具有优良的性能且被国际通信标准组织广泛
% p3 _. p* ^. z采纳为信道编码。CCSDS 推荐使用 LDPC 码作为近地空间和深空探测的信道编码方案。该文提出高效，低功耗，
# R* o0 O1 y& p  m* u低并行度的 LDPC 编码方法。该方法通过采用插“0”和改变循环矩阵的结构实现了对 CCSDS 标准中推荐的校验
$ s; [5 I! q' W1 t$ Q矩阵子矩阵大小为奇数的 LDPC 码的低并行度编码。通过分析编码过程，提出了只对输入信息中的“1”有效信息
' R# c6 y7 e5 p7 m2 k& t位进行编码的方案，减少了编码中移位寄存器的移位次数，大幅度地降低了编码器功耗。文中采用 FPGA 实现了
- Y! j- n0 a2 {(8176, 7154)78LDPC 码的编码器，结果显示在硬件开销略有增加的情况下，编码功耗大幅度下降，编码速率接近
低并行度编码方案。
) c  d- @( h% {关键词：差错控制编码；低并行度；低功耗；QC-LDPC；VLSI 设计
: m) f0 B2 S( ?/ e1 引言
1962 年，MIT 的 GALLAGER 首次提出了低
密度奇偶校验码[1](LDPC 码)，但是受限于编译码算
, \% Z# M5 i) b( ^% y法的复杂性和当时的集成电路制造水平，
5 T  v& p) l8 ?: W8 ^8 x% Y( r9 f- M( vGALLAGER 博士的发现没有引起人们的重视。直
到 1993 年，法国学者 BERROU 等人[2]提出了具有
5 L6 u3 U$ x7 ?2 |" W接近 Shannon 极限的 Turbo 码之后。剑桥大学的
, {* _2 q! N  G! z% c- [$ RMACKAY 等 人 [3] 重新对 GALLAGER 提出的
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