中國(guó)調(diào)頻頻段數(shù)字音頻廣播標(biāo)準(zhǔn)的LDPC編碼器設(shè)計(jì)

陳冬英， 郭里婷， 蘇凱雄， 吳林煌

(福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院, 福建 福州 350116)

中國(guó)調(diào)頻頻段數(shù)字音頻廣播標(biāo)準(zhǔn)的LDPC編碼器設(shè)計(jì)

陳冬英， 郭里婷， 蘇凱雄， 吳林煌

(福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院, 福建 福州 350116)

根據(jù)2013年頒布的中國(guó)數(shù)字音頻廣播(CDR)中LDPC碼的校驗(yàn)矩陣結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 提出一種基于生成矩陣的編碼方法. 該方法將生成矩陣轉(zhuǎn)化為塊準(zhǔn)循環(huán)結(jié)構(gòu)， 并行化處理編碼算法的行與列操作； 采用存儲(chǔ)器調(diào)用的控制策略， 實(shí)現(xiàn)CDR標(biāo)準(zhǔn)中四種碼率編碼， 提高了硬件資源的利用率. 在Xilinx 公司的FPGA平臺(tái)上進(jìn)行該編碼器的設(shè)計(jì)， 聯(lián)合ModelSim和Matlab軟件進(jìn)行驗(yàn)證. 結(jié)果表明， 該設(shè)計(jì)方法具有資源占用較少、 功耗低、 編碼準(zhǔn)確率高等特點(diǎn)， 其吞吐量約為400 Mbit， 達(dá)到了CDR標(biāo)準(zhǔn)的LDPC編碼要求.

中國(guó)調(diào)頻頻段數(shù)字音頻廣播； 低密度奇偶校驗(yàn)碼； 編碼器； FPGA平臺(tái)

0 引言

針對(duì)早期基于DAB的標(biāo)準(zhǔn)中存在1.536 MHz信道帶寬限于FM/AM的兼容性問(wèn)題[1-2]， 我國(guó)于2013年8月頒布了中國(guó)調(diào)頻頻段數(shù)字音頻廣播標(biāo)準(zhǔn)(FM-CDR, frequency modulation-China digital radio)， 以下簡(jiǎn)稱(chēng)CDR[3-4]. 鑒于LDPC碼具備極佳的糾錯(cuò)性能， CDR標(biāo)準(zhǔn)也采用了LDPC碼作為信道編碼方案. 該標(biāo)準(zhǔn)支持4種碼率的LDPC碼， 其碼長(zhǎng)均為9 216. 由于校驗(yàn)矩陣的非零元素分布隨機(jī)， 導(dǎo)致編碼器設(shè)計(jì)存在存儲(chǔ)資源需求大、 功耗大、 效率低等問(wèn)題， 這給基于CDR標(biāo)準(zhǔn)的LDPC編碼器的設(shè)計(jì)帶來(lái)極大挑戰(zhàn).

文[5-6]報(bào)道了LDPC編碼的方法， 給出一般LDPC碼的構(gòu)造， 但其碼長(zhǎng)較短. 文[7]對(duì)塊準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼譯碼器進(jìn)行FPGA實(shí)現(xiàn)， 達(dá)到高吞吐量. 文[8]采用存儲(chǔ)器調(diào)用的控制策略， 對(duì)LDPC碼進(jìn)行解碼器實(shí)現(xiàn)， 達(dá)到多……