[发明专利]一种高性能多标准FEC译码器

说明书

技术领域

本发明属于无线数字通信和广播技术领域，具体涉及一种高性能多标准FEC译码器。

背景技术

自20世纪90年代以来，人类社会进入一个数字化、信息化快速发展的阶段。由于社会环境的各不相同，信息科学技术的迅速发展，使得社会各领域中不断涌现各种数字通信技术，而人们对高速可靠的通信系统追求也日益增长。这些通信标准按应用领域划分，有应用于移动通信的3GPP-LTE、GSM、TD-SCDMA等；有应用于宽带无线通信的IEEE 802.11n、IEEE 802.16e等；也有应用于数字多媒体领域的DVB-S2、DTMB等。通信标准的种类如此繁多，而人们却又逐渐的追求能够随时、随地的接收来自不同通信标准的信号，那就要求一个用户终端能够灵活的支持各种通信标准。

鉴于LDPC码和Turbo码相比于其他纠错码具有编码增益高，性能好，译码吞吐率高等各种优点，现阶段的通信标准中几乎采用的都是这两种纠错码。LDPC和Turbo码相比，具有译码电路简单，并行度高等优点，它适用于高吞吐率，尤其是100Gbps等光通信系统中；而Turbo码具有编码电路简单，码长、码率灵活可调等优点，尤其是在近年发展出QPP、ARP等交织器结构后，Turbo码也变得易于并行实现，因此实际的通信标准往往根据需要选择这两种通信纠错码之一。一般移动通信的GSM，3G，以及4G等通信系统中采用的均是Turbo编解码，而无线接入的WiMAX、WLAN以及数字电视DVB-S2，DTMB等通信标准采用的是LDPC编解码。

通信系统虽然标准众多，但它们采用的纠错码却几乎都是LDPC码或者Turbo码。考虑到用户越来越希望能够在一个终端上支持多种通信标准。例如用户希望一个手机终端既能够接收4G通信LTE的标准，又能够接收无线通信的WiMAX、WLAN信号，传统的方法是直接采用多块不同的芯片分别支持不同的标准，这就造成面积的极大浪费，这就要求设计一款能够在一个架构下支持多种标准的结构。而就信道编解码的层面而言，就希望设计一种能够在一个架构下同时支持LDPC和Turbo码的译码器。

虽然各通信标准中纠错码的码长、码率等不尽相同，但实质上在纠错码译码的硬件结构上具有类似的结构，在硬件实现中它们采用的均是Log-MAP算法，或归一化的Log-MAP算法。而且无论是LDPC码还是Turbo码的译码器中，主要的模块均是存储器以及逻辑加减、比较单元，这就为设计一个同时支持LDPC和Turbo码的ASIC架构提供了可能性。因此设计一个灵活性高，模式可配置的多模FEC解码器成为了一个必然趋势。同时随着通信标准的发展，对硬件的功耗和吞吐率也提出了严格的要求，这就希望设计的结构在满足灵活性的同时要达到更低的功耗、更高的吞吐率。

支持单一类型纠错码的结构近些年已经发展的较为成熟，但目前国内外对于这种兼容两种纠错码的结构的研究还非常少，这种兼容多种纠错码的结构主要实现方式包括ASIP和多核映射，还有一些文献采用ASIC的实现方式。设计一个能够同时兼容多种纠错码的结构是一种势在必行的必然趋势，而目前这方面的研究还比较欠缺，设计一个能够同时支持多种标准、支持LDPC和Turbo码两种纠错码的结构，同时必须使得设计的结构吞吐率和功耗到要达到下一代通信标准的需求是一项长期有意义的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能多标准FEC译码器，可以同时支持LDPC码和Turbo码，并支持WiMax、WLAN和LTE三种不同的标准。

本发明提供的高性能多标准FEC译码器，可灵活配置，能够同时兼容 LDPC 码和 Turbo码多标准多模式，包括WiMAX（Worldwide interoperability for Microwave Access）、无线城域网 WLAN（Wireless Metropolitan Area Networks）宽带接入技术以及 4G 移动通信的 LTE（Long  Term  Evolution）标准。其中，在WiMAX 和 WLAN 中译码器工作在 LDPC 译码模式，而在 LTE 通信中译码器工作在 Turbo 译码模式。设计的纠错码能够对 WiMAX 中所有的 114 种模式、 WLAN中所有的 12 种模式以及 LTE 中所有的 188 种模式进行译码。