[发明专利]基于SIMD指令集的多码率多码长LDPC码解码方法

摘要

本发明提供了基于SIMD指令集的多码率多码长LDPC码解码方法，结合准循环结构的LDPC码基矩阵特点，通过外部配置文档实现对校验矩阵信息在线统计，采用定点分层译码方案，解码器为不同行重分别构造了一个特定校验节点计算单元，根据不同行重选择校验节点计算单元，校验节点计算单元内部采用循环展开方式。本发明实现了校验矩阵信息的在线统计，降低了多码率码长的LDPC码译码器的存储量；与现有算法相比消除了对矩阵统计信息的依赖，降低了译码器实现复杂度；与现有算法相比不存在速度损失，同时可以对在线计算的模块进行修正，具有通用性。

主权项

1.基于SIMD指令集的多码率多码长LDPC码解码方法，其特征在于，包括如下步骤：S101：统计校验矩阵信息首先读取分块结构LDPC码的参数Mb、Nb和Zc以及基矩阵Hb，Mb为基矩阵的行数，Nb为基矩阵的列数，Zc为扩展因子；将Hb按照行重dc从大到小重新排序，结合Zc统计扩展后的H中行重和对应行重的数目，并将其存储到数组degs和degsComputation中，统计不同行重的数目NoDegs以及H中1的数目NoOnes，H表示LDPC码的校验矩阵，H的行、列数分别为M、N，M＝Mb*Zc，N＝Nb*Zc；根据Zc对Hb中非负元素hij进行取模，hij'＝mod(hij,Zc)，并用Zc*Zc的单位循环移位阵替换对应的非负元素，移位参数取hij'，使用Zc*Zc的全零矩阵替换‑1元素，得到校验矩阵H；创建以SIMD数据类型为基本类型的长度为N的数组var_nodes，存储变量节点的对数似然比En；使用一个指针数组p_vn_adr存储排序后H阵中每行中1对应的var_nodes的地址；创建一个大小为NoOnes的数组var_mesg，存储信息Lmn，Lmn为校验节点cm传递给变量节点vn的信息；S102：迭代初始化根据SIMD数据类型的特点，对输入的对数似然比[E1,1,…,E1,N,E2,1,…,E2,N,…,ET,1,…,ET,N]重新排序，[E1,1,…,E1,N,E2,1,…,E2,N,…,ET,1,…,ET,N]是串行送入解码器，经过Q比特量化采用P比特存储；将T个码字第j位的对数似然比依次排列成如[E1,j，E2,j，…,ET,j]所示格式，1≤j≤N，构成P*T比特的数据，存储到数组var_nodes中第j个位置，位宽为P*T比特；初始化迭代次数k＝0；规定最大迭代次数为K；初始化各个校验节点传递给相邻变量节点的信息S103：迭代次数更新，k＝k+1；S104：循环初始化初始化行度数索引j＝0；初始化分别用于顺序读取和写入En地址的指针数组，p_indice_nodr＝p_vn_adr，p_indice_nodw＝p_vn_adr；初始化分别用于读取和写入Lmn的指针p_msg_lr＝var_mesg，p_msg_lw＝var_mesg；S105：行度数索引更新，j＝j+1；S106：选取校验节点计算单元调用switch(degs[j])，进入对应的校验节点计算单元；S107：校验节点单元初始化初始化行迭代次数m＝0；设定对应行重的行的数目degsComputation[j]；S108：行索引更新，m＝m+1；S109：更新对于该行所有的变量节点v_n∈B(m)，B(m)为校验节点c_m包含的变量节点的集合，分别从p_indice_nodr和p_msg_lr读取E_n和根据公式更新L_nm为变量节点v_n传递给校验节点c_m的信息，并做P比特限幅，将p_indice_nodr和p_msg_lr自增，指向下一个位置；S110：更新和E_n对于该行的所有变量节点v_n∈B(m)，根据更新的采用归一化最小和方式，更新和E_n：其中，α为修正因子，sign(x)表示对x取符号位，对E_n做P比特限幅写入p_indice_nodw，对做Q比特限幅写入p_msg_lr，然后将p_indice_nodw和p_msg_lr自增；S111：若m＝degsComputatiom[j]，则进入步骤S112；否则进入步骤S108；S112：若j＝NoDegs；则进入步骤S113；否则进入步骤S105；S113：若k＝K，则进入步骤S114；否则进入步骤S103；S114：终止迭代译码，将迭代更新后的数组var_nodes中的对数似然比经过重新排序输出：[E1,1,…,E1,N,E2,1,…,E2,N,…,ET,1,…,ET,N]并且给出硬判决输出：其中1≤t≤T，1≤j≤N。