[发明专利]一种可重构的LT码译码系统与译码方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信编解码领域，尤其涉及一种可重构的LT码译码系统与译码方法。

背景技术

随着通信技术、无线传感网技术和半导体技术的飞速发展，无线通信技术已经成为新的热门研究点，引起了人们的极大关注。无线通信技术在工业、民用等领域有着广泛的研究和应用，如无线智能家居、无线数据采集、无线设备管理等，无线通信技术的应用范围逐渐增加，并日趋走向成熟。

LT码是第一种实用的喷泉码，编码的基本思想是通过喷泉编码器的有限输入与无限输出的映射特性生成数据包，当接收方收到一定数量的数据包时就可以恢复信息，数字喷泉码最初是在删除信道中提出的，它可以有效的提高数据传输的可靠性。现在，随着数字喷泉码的理论越来越完善，它的商业价值也被更多的人注意到了，因此，在非删除信道当中，数字喷泉码也已经被广泛的使用。喷泉码作为一种性能优异的编码方式，有着广泛的应用前景。在理论研究日趋完善的同时，喷泉码也日渐受到了产业界的关注，获得了越来越多的实际应用。

在编译码算法的研究方面，由于数字喷泉码的核心是度数分布函数，因此现在大量的研究人员基于经典的LT码，将主要精力放在了如何优化度数分布函数，以达到改善数字喷泉码性能的目的。在LT码译码方法中，目前主要有两种译码方案即高斯消去(GE)译码算法和置信传播(Belief Passing，BP)译码算法。高斯消去(GE)译码算法的实质就是求解编码线性方程组的求逆过程，使用高斯消去法进行译码的目标是将编码生成矩阵化为单位阵形式；若译码器能够通过高斯消去法对编码生成矩阵进行消元得到一个满秩的单位矩阵，则译码成功；否则，译码失败。BP算法的实质就是对输入符号进行恢复和对编码矩阵进行处理的反过程，其译码结构简单可行，运算量较少且误码率较高；而GE算法虽然误码率较低但其硬件实现复杂度随着码长的增加而极具增加，呈现平方线性关系。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术在实现上所存在的问题与不足，本发明提出了一种可重构的LT码译码系统与译码方法。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明中可重构的LT码译码系统，包括：主控模块、度模块、度搜索模块、待译码数据模块、生成矩阵模块、生成矩阵列搜索模块、生成矩阵行搜索模块、译码输出模块；

所述主控模块与其他各模块分别通信连接，用于控制LT码译码系统的状态和工作流程；

所述度搜索模块用于在主控模块发出的度搜索使能信号有效时寻找度模块中度的值等于1所在的存储地址A_D；

所述生成矩阵列搜索模块用于在主控模块发出的生成矩阵列搜索使能信号有效时寻找生成矩阵中第A_D列数据中值为1的存储地址A_G；

所述译码输出模块用于存储译码输出数据，在主控模块发出的数据输出使能信号有效时将其存储地址A_G中的译码数据存储为待译码数据模块中存储地址A_D中的数据D_a；

所述生成矩阵行搜索模块用于在主控模块发出的生成矩阵行搜索使能信号有效时寻找生成矩阵中第A_G行数据中值为1的全部存储地址AG_k；

所述度模块用于存储每列编码数据的度的值，并在主控模块发出的度更新使能信号有效时将存储地址为AG_k中的度值减1；

所述生成矩阵模块用于存储LT码生成矩阵，用于在主控模块发出的生成矩阵更新使能信号有效时将第A_G行元素清零；

所述待译码数据模块用于存储不断更新的待译码数据，用于在主控模块发出的待译码数据更新使能有效时将其存储地址AG_k中的数据与其存储地址A_D中对应的数据D_a进行按位异或操作得到新的数据值。

相应地，本发明还提供了一种可重构的LT码译码方法，包括以下步骤：

(1)进行度值等于1的搜索：对所有度值等于1的单元进行搜索，若不存在度值等于1的单元，则译码失败；否则，每搜到一个度值为1的单元则输出其所对应的存储地址A_D；

(2)生成矩阵的列搜索：对生成矩阵中第A_D列中值等于1的元素进行搜索，获取其对应的存储地址A_G和数据D_a；

(3)生成矩阵的行搜索：对生成矩阵第A_G行中值等于1的元素进行搜索，获取对应的存储地址AG_k；