使用Verilog语言,写一个polar码的解码模块,要求使用SC译码算法
时间: 2023-06-16 18:05:35 浏览: 214
以下是一个简单的Verilog极化码(SC译码)解码模块的示例代码。该模块输入为极化码和对应的信道误差概率,输出为解码后的信息比特。
```verilog
module polar_decoder (
input clk,
input rst,
input [N-1:0] polar_code_in,
input [N-1:0] channel_llr_in,
output [K-1:0] info_bits_out
);
parameter N = 64; // 极化码长度
parameter K = 32; // 信息比特数
parameter L = $clog2(N); // 树深度
reg [N-1:0] polar_code;
reg [N-1:0] channel_llr;
reg [K-1:0] info_bits;
wire [N-1:0] u[L:0];
wire [N-1:0] v[L:0];
// 初始化
always @(posedge rst) begin
polar_code <= polar_code_in;
channel_llr <= channel_llr_in;
info_bits <= 0;
end
// 极化码译码
sc_decoder #(.N(N), .K(K), .L(L)) decoder (
.clk(clk),
.rst(rst),
.u(u),
.v(v),
.channel_llr(channel_llr),
.polar_code(polar_code)
);
// 提取信息比特
always @(u[L]) begin
info_bits <= u[L][K-1:0];
end
assign info_bits_out = info_bits;
endmodule
```
其中,`sc_decoder` 是一个SC译码器模块。该模块的代码如下所示:
```verilog
module sc_decoder (
input clk,
input rst,
input [N-1:0] channel_llr,
input [N-1:0] polar_code,
output [N-1:0] u[L:0],
output [N-1:0] v[L:0]
);
parameter N = 64; // 极化码长度
parameter K = 32; // 信息比特数
parameter L = $clog2(N); // 树深度
reg [N-1:0] llr[N-1:0];
// 初始化
always @(posedge rst) begin
for (int i = 0; i < N; i = i + 1) begin
llr[i] <= channel_llr[i];
end
end
// 极化码译码
generate
for (int l = 0; l <= L; l = l + 1) begin
assign u[l] = {1'b0};
assign v[l] = {1'b0};
if (l == 0) begin
for (int i = 0; i < N; i = i + 1) begin
u[l][polar_code[i]] = llr[i] < 0;
end
end else begin
for (int i = 0; i < N; i = i + (1 << l)) begin
for (int j = 0; j < (1 << (l-1)); j = j + 1) begin
int idx1 = i + j;
int idx2 = i + j + (1 << (l-1));
int k = (j % 2 == 0) ? 0 : (1 << (l-1));
int sign = (k == 0) ? 1 : -1;
v[l][idx1] = v[l-1][idx1] ^ v[l-1][idx2];
u[l][idx1] = u[l-1][idx1] ^ (sign * v[l-1][idx2] * llr[idx1 ^ k] < 0);
end
end
end
end
endgenerate
endmodule
```
该译码器使用了递归的方法实现译码过程,每一层计算出当前层的 `u` 和 `v` 值,并将其发送给下一层。在顶层,将 `u` 的前 `K` 个比特选为信息比特。
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