一种输出格式可控的多码率LDPC编码器实现

2009-11-24 18:10:16来源: 现代电子技术

0 引 言

  目前,LDPC码已广泛应用于深空通信、光纤通信、数字音视频广播等领域。由于有着较Turbo码更优秀的性能,LDPC码已成为第四代移动通信(4G)系统信道编码方案强有力的竞争者。在数字电视地面广播系统中,为了满足不同信道条件和不同接收设备的用户需要,信道编码往往需要和多种调制方式配合。以便在不同的场合下可以灵活应用。这就要求通信系统的信道编码模块的输出码流宽度具备一定的灵活性,给编码后的符号映射模块提供最佳的码流格式,提高编码器的通用性,降低符号映射设计的复杂度。我国数字电视地面广播标准(DTMB标准)采用三种码率的LDPC码、五种不同的符号映射方式。为得到较好的通用性,LDPC编码器不仅需要同时支持三种码率的LDPC码.而且输出的码流格式需要灵活可控,以便符合五种符号映射方式的最佳码流格式。这里主要针对这种情况,使用Verilog硬件描述语言在FPGA芯片上设计实现LDPC编码器,并测试验证该编码器的正确性。

1 DTMB标准中的LDPC编码与符号映射

  DTMB标准中的LDPC码属于准循环LDPC码,其生成矩阵具有如式(1)所示的格式。
   

  式中:Gi,j为b×b的循环方阵,1≤i≤k-c,1≤j≤c;I为b×b的单位阵;o为b×b的零方阵。

  DTMB标准支持0.4,0.6,0.8三种码率的LDPC码。码率为0.4的LDPC(7493,3048)码的生成矩阵Gqc具有参数k=24,c=35和b=127;码率为0.6的LDPC(7493.4572)码的生成矩阵Gqc具有参数k=36,c=23和b=127;码率为0.8的LDPC(7493,6096)码的生成矩阵Gqc具有参数k=48,c=11和b=127。假设信息序列为S,码字序列为C,LDPC编码可利用等式C=S×Gqc。由系统码的特点可知,信息序列与Gqc前半部分相乘得到校验位,然后在校验位后面加上信息序列就是码字序列。求校验位时具体的做法是,信息序列S与Gqc的第1列乘得到第1个校验位,信息序列S与Gqc的第2列乘得到第2个校验位,以此类推直到c-1列,可以求得所有c个校验位。

  DTMB系统中的码流经过LDPC编码后,删除前五个校验比特,接着映射成均匀的符号流。DTMB标准包含64QAM,32QAM,16QAM,4QAM,4QAM=NR五种符号映射关系,各种符号映射加入相应的功率归一化因子,使各种符号映射的平均功率趋同。对于64QAM,由于每6 b对应于1个星座符号,因此最佳的输入码流宽度为6。类似地,对于32QAM,每5 b对应于1个星座符号,最佳输入码流宽度为5;对于16QAM,每4 b对应于1个星座符号,最佳码流宽度为4;对于4QAM,每2 b对应于1个星座符号,最佳输入码流宽度为2。而4QAM-NR映射方式需在4QAM符号映射之前增加NR准正交编码映射,由于编码后的数据首先要进行基于比特的卷积交织,因此最佳的输入码流格式为串行数据。

2 编码器的设计与实现

  由前文的分析可知,LDPC编码器不仅需要同时支持三种码率的编码,而且为了实现与符号映射方式的最佳配合,编码后的输出码流必须支持1,2,4,5,6位可控。在此采用图1的硬件实现方案,整个编码器可分为7个模块。

    

  

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关键字:LDPC  编码器  数字电视  DTMB标准

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/szds/2009/1124/article_1061.html
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