LDPC碼數據分配通用模塊設計方案

摘要：上世紀60年代初，香農的學生Gallager在他的博士畢業論文中首次提出了LDPC碼的概念和完整的譯碼方法，但是直到上世紀末期，隨著LDPC碼譯碼理論的進步和計算機技術的發展，LDPC碼才以其優良的誤碼性能和良好的可實現性成為人們研究的焦點。針對QC類LDPC碼進行研究的時候，注意到很多碼的循環子矩陣中不只有一組1，這就產生了水平運算后判斷運算結果屬于哪個存儲模塊的問題；另外，由于校驗矩陣中每個循環子矩陣的列初始位置都是不同的，而且通常LDPC碼的校驗矩陣的循環子矩陣的數目都是非常龐大的，因此如果通過程序固化的方法，不但容易出現不易排查的錯誤，而且開發效率會大大下降。為解決該問題，并將解決方案通用化，文中以校驗矩陣中循環子矩陣中1的排列特點為研究對象，找到引起變化的量之間的共性特征，從而實現通用化模塊的設計。
關鍵詞：LDPC；通用；準循環；數據分配

近幾年，人們對可靠高效的信息傳輸和存儲技術提出了越來越高的要求。差錯控制編碼作為一種糾正由信道噪聲帶來傳輸錯誤的有效方式，被廣泛應用與數字通信和存儲等領域。Low-Density Parity-Check(LDPC)碼發明于上世紀60年代初期，它是一類性能接近香農極限的差錯控制編碼，采用置信傳播的譯碼方式進行譯碼。隨著VLSI和計算機技術革命性進步的到來，LDPC碼的實現成為了可能，并且由于在AWGN信道下的極佳誤碼性能和高并行度實現引起了人們的強烈關注。目前，LDPC碼的普及程度大大增加，很多標準也都將LDPC碼納入進來，這都導致了與LDPC碼澤碼的相關課題與日俱增，隨之而來的問題是大量的重復性的開發工作，因此需要將一些共性的開發工作進行通用的模塊化設計，以提高開發效率。

1 傳統的譯碼方案在通用性方面的不足
在LDPC碼的實現過程中，水平運算結果利用4維定位方法，存儲了最小值、次小值、最小值位置和符號位。然而像CCSDS近地通信碼這樣的LDPC碼的校驗矩陣中的每個循環子矩陣都有兩組1，它們都按照準循環的方式排列，如圖1所示。

圖中所示0為校驗矩陣的一個列重為2的循環子矩陣，該矩陣可以拆分成兩個列重為1的循環子矩陣Q1和Q2，這一結構對下文所述的數據分配策略和改進的垂直運算過程有決定性的影響。