电机及电子学工程师联合会2008定制集成电路会议中金公司.DOC

一个用于WiMAX的QC - LDPC码的软解码器IC Tzu-Chieh Kuo 和 Alan N. Willson, Jr. 美国加州大学洛杉矶分校电机工程学系，加州90095-1594 摘要：不规则的QC - LDPC码介绍一个可编程并低功耗的抽象解码器IC，采用分层解码传递消息算法和低复杂性的民森检查算法。迭代解码器可以重新配置以代码移动WINMAX标准定义的解码去解开所有的QC-LDPC码。具体来说，在100 MHz的速时钟率- 1 / 2长度为2304码与十迭代，解码器实现了68 Mbps的吞吐量，核心区占地3.4 0.18微米CMOS技术平方毫米，在1.8 V电源电压下功耗估计165兆瓦。据我们所知，这种解码器比其他出版WiMAX的LDPC解码器的ASIC小53%，复杂性低86%，并具有更好的能源效率。 一、简介 由于其良好的编码增益，低密度奇偶校验（LDPC）码在新的标准，如可选的IEEE802.11n标准技术（Wi-Fi）和802.16e（移动Winmax）的标准[1]下已被列为可选代码。这些LDPC码都是基于结构不规则准循环（QC）码以极大水平的可扩展性，支持各种具有多种码率和代码长度的代码结构。因此，对这些解码器，应用程序必须是非常灵活和可配置的。此外，硬件实施必须高能源效率和低复杂性，以便切实集成到超大规模集成电路芯片上，用于便携式设备。这里介绍的解码芯片在算法设计中集成了许多优化技术，充分标注了这些重要的考虑因素，因此我们的解码器的明显小于其他WiMAX的LDPC解码器和具有更好的能量。首先，该解码器是基于分层解码消息传递算法[2]和偏移的民森检测算法[3]. 图。 1说明了经营原则的解码算法，其中检查列和行的校验矩阵H就可以显示比特节点和校验节点。如果位节点和检验节点在同一个H矩阵中，他们就一定有联系。矩阵可划分为非重叠校验行（校验节点）中的块（层），并利用一个最大为BIT大小的内存在这些块中检验和交换信息，该存储中包含一个类似于日志的比率（既APLLR）。检测消息表示基于信息（比特信息）节点提供其相邻位，通过检查节点编码位的AP - LLR的估计。该AP -LLRs估计提高了与每个迭代的交换信息。 图 1。分层解码消息用于QC - LDPC码的传递二芯片架构 图2 芯片B锁图 图.2显示了解码器的芯片架构。它包含一个带接口的编码配置内存，一个中央控制模块，一个多库的最大比特位的内存（即BM），一个运用循环移位的信息路径网，CFU，以及一个输出存储设备。该解码器具有24位功能检测可用，功能检测号码的启用（P）取决于在H P校验节点（M）的数目必须是M的一个因素，以使APLLRs在内存中可以有效地组织。从通道接收的5位LLRs编码比特首先作为8位的AP - LLRs的初步估计存储在内存中，然后在AP - LLRs进行迭代解码器的更新。当在检测功能中处理连续校验节点的一个P块. 代码的参数，包括检查度，循环移值和块列号从配置内存控制器驱动杂项检索。移值的循环和序列号是用来识别在这个过程中特定的比特节点连接到检查节点的。在AP - LLRs这些比特节点从内存和路由通过循环移位器到达目的地检测单地点都是按顺序检索的。反过来，在CFUs获得的新的AP – LLRs，然后放回内存中，而其标志也决定了存储在硬盘的输出内存。对校验节点P的下一个块继续实施这样的工作，当H中的所有校验节点已由CFU执行之后，一个新的循环就在校验结点的最初块中开始了。当可编程操作数抵达或者所有奇偶校验都完成之后，解码操作便停止了，而且解码比特位也会准备好要被传递至输出端口。 A检查功能单元 图3 检查功能单元块图 图4 继续检查功能单元块图 CFU的实施可见图3和图4,。在校验结点的过程中，CFU按顺序从传入的qj中减去旧的校验信息。从而形成qjm。Qjm的大小在更新块中进行比较从而获取新的MS信息。然后被用来生产新的检查信息，从而与相应的qjm 结合。Qjm存在于比特更新块中从而产生新的APLLR.一个校验结点的MS信息包含暂定平价价值个人信息的标志位值块代码配置内存暂定平价价值为了尽量减少消耗传统部分并行结构每个存储器组有96位与四个相邻的因此，内存读端口的运作系统的两倍多路复用器直接AP - LLRs转换器的循环执行结果和比较Mw。2304长度AWGN频道的解码表现可见图7。类似的性能达到了其他代码尺寸，而且没有明显的错误造成的长度有限字。图8 显示了十迭代译码吞吐量。使用不规则的WiMAX使用高效解码算法优化层次结构和电路