LDPC码数据分配通用模块设计方案

摘要：上世纪60年代初，香农的学生Gallager在他的博士毕业论文中首次提出了LDPC码的概念和完整的译码方法，但是直到上世纪末期，随着LDPC码译码理论的进步和计算机技术的发展，LDPC码才以其优良的误码性能和良好的可实现性成为人们研究的焦点。针对QC类LDPC码进行研究的时候，注意到很多码的循环子矩阵中不只有一组1，这就产生了水平运算后判断运算结果属于哪个存储模块的问题；另外，由于校验矩阵中每个循环子矩阵的列初始位置都是不同的，而且通常LDPC码的校验矩阵的循环子矩阵的数目都是非常庞大的，因此如果通过程序固化的方法，不但容易出现不易排查的错误，而且开发效率会大大下降。为解决该问题，并将解决方案通用化，文中以校验矩阵中循环子矩阵中1的排列特点为研究对象，找到引起变化的量之间的共性特征，从而实现通用化模块的设计。
关键词：LDPC；通用；准循环；数据分配

近几年，人们对可靠高效的信息传输和存储技术提出了越来越高的要求。差错控制编码作为一种纠正由信道噪声带来传输错误的有效方式，被广泛应用与数字通信和存储等领域。Low-Density Parity-Check(LDPC)码发明于上世纪60年代初期，它是一类性能接近香农极限的差错控制编码，采用置信传播的译码方式进行译码。随着VLSI和计算机技术革命性进步的到来，LDPC码的实现成为了可能，并且由于在AWGN信道下的极佳误码性能和高并行度实现引起了人们的强烈关注。目前，LDPC码的普及程度大大增加，很多标准也都将LDPC码纳入进来，这都导致了与LDPC码泽码的相关课题与日俱增，随之而来的问题是大量的重复性的开发工作，因此需要将一些共性的开发工作进行通用的模块化设计，以提高开发效率。

1 传统的译码方案在通用性方面的不足
在LDPC码的实现过程中，水平运算结果利用4维定位方法，存储了最小值、次小值、最小值位置和符号位。然而像CCSDS近地通信码这样的LDPC码的校验矩阵中的每个循环子矩阵都有两组1，它们都按照准循环的方式排列，如图1所示。

图中所示0为校验矩阵的一个列重为2的循环子矩阵，该矩阵可以拆分成两个列重为1的循环子矩阵Q1和Q2，这一结构对下文所述的数据分配策略和改进的垂直运算过程有决定性的影响。