深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移qc-ldpc編碼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移QC-LDPC編碼器，該編碼器包括32個預先存儲所有碼類生成矩陣中所有循環(huán)矩陣生成多項式的生成多項式查找表、32個對信息段和生成多項式比特進行標量乘的2048位二進制乘法器、2048個對乘積和移位寄存器內(nèi)容進行模2加的33位二進制加法器、1個存儲被循環(huán)左移1位的和的2048位移位寄存器。最終，校驗數(shù)據(jù)包含于移位寄存器中。本發(fā)明提供的全并行輸入編碼器兼容CCSDS深空通信系統(tǒng)中所有碼類QC-LDPC碼，具有寄存器少、功耗小、成本低、工作頻率高、吞吐量大等優(yōu)點。
【專利說明】深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移QC-LDPC編碼器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信道編碼領(lǐng)域，特別涉及一種CCSDS深空通信系統(tǒng)中全并行輸入的循環(huán)左移QC-LDPC編碼器。
【背景技術(shù)】
[0002]低密度奇偶校驗(Low-Density Parity-Check, LDPC)碼是高效的信道編碼技術(shù)之一,而準循環(huán) LDPC(Quas1-Cyclic LDPC，QC-LDPC)碼是一種特殊的 LDPC 碼。QC-LDPC 碼的生成矩陣G和校驗矩陣H都是由循環(huán)矩陣構(gòu)成的陣列，具有分段循環(huán)的特點，故被稱為QC-LDPC碼。循環(huán)矩陣的首行是末行循環(huán)右移I位的結(jié)果，其余各行都是其上一行循環(huán)右移I位的結(jié)果；循環(huán)矩陣的首列是末列循環(huán)下移I位的結(jié)果，其余各列都是其前一列循環(huán)下移I位的結(jié)果。因此，循環(huán)矩陣完全由其首行或首列來表征。通常，循環(huán)矩陣的首行或首列被稱為它的生成多項式。
[0003]CCSDS深空通信標準采用系統(tǒng)形式的QC-LDPC碼，其生成矩陣G的左半部分是一個單位矩陣，右半部分是由aXc個bXb階循環(huán)矩陣Gi，j(0 ( Ka, a ( j〈t, t = a+c)構(gòu)成的
陣列，如下所示:
[0004]
【權(quán)利要求】
1.一種深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移QC-LDPC編碼器，QC-LDPC碼的生成矩陣G分為a塊行和t塊列，后c塊列對應的部分生成矩陣是SaXcfbXb階循環(huán)矩陣Gi, j構(gòu)成的陣列，gu是循環(huán)矩陣Gy的生成多項式，其中，t = a+c，a、b、c、1、j和t均為非負整數(shù)，`O ( i〈a，a ( j〈t，CCSDS深空通信標準采用了 9種不同碼類π的QC-LDPC碼，π分別是`0、1、2、3、4、5、6、7、8，對于這9種不同碼類準循環(huán)LDPC碼，均有c = 12，9種不同碼類對應的參數(shù)&分別是8、8、8、16、16、16、32、32、32，9種不同碼類對應的參數(shù)13分別是2048、`512、`128、1024、256、64、512、128、32，9種不同碼類對應的參數(shù)〖分別是20、20、20、28、28、28、44、`44.44,生成矩陣G對應碼字V=(S，P)，G的前a塊列對應的是信息向量S，后c塊列對應的是校驗向量P，以b比特為一段,信息向量s被等分為a段，即s = (s0, S1,…，Siri),校驗向量P被等分為c段，即P = (Po, P1,…，P11)，其特征在于，所述編碼器包括以下部件: 生成多項式查找表U，L1,…，L31，分別預存QC-LDPC碼生成矩陣G第O，I,…，31塊行后c塊列中的所有循環(huán)矩 陣生成多項式； b位二進制乘法器Mtl, M1,..., M31,分別對信息段Stl, S1,…，S31和生成多項式查找表Ltl, L1,…，L31的輸出比特進行標量乘； 33位二進制加法器A0, A1,...，Ah，對b位二進制乘法器M0, M1,...，M31的乘積和移位寄存器R的內(nèi)容進行模2加； 移位寄存器R，存儲33位二進制加法器A0, A1,…，Ab^1的和被循環(huán)左移I位后的結(jié)果以及最終的校驗段Po, Pi,…，PiI。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移QC-LDPC編碼器，其特征在于，所述生成多項式查找表Ltl~L7分別存儲所有碼類G的前8塊行中的所有生成多項式，對于任一塊行，依次存儲第a, a+1,…，t-1塊列對應的生成多項式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移QC-LDPC編碼器，其特征在于，所述生成多項式查找表L8~L15分別存儲后6種碼類G的第8~15塊行中的所有生成多項式,對于任一塊行,依次存儲第a, a+1,…，t-1塊列對應的生成多項式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移QC-LDPC編碼器，其特征在于，所述生成多項式查找表L16~L31分別存儲后3種碼類G的后16塊行中的所有生成多項式，對于任一塊行，依次存儲第a, a+1,…，t-1塊列對應的生成多項式。
5.一種深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移QC-LDPC編碼方法，QC-LDPC碼的生成矩陣G分為a塊行和t塊列，后c塊列對應的部分生成矩陣是由a X c個b X b階循環(huán)矩陣Gi, j構(gòu)成的陣列，gi;J是循環(huán)矩陣Gy的生成多項式，其中，t = a+c, a、b、C、1、j和t均為非負整數(shù)，O≤i〈a，a ( j〈t，CCSDS深空通信標準采用了 9種不同碼類π的QC-LDPC碼，π分別是0、1、2、3、4、5、6、7、8，對于這9種不同碼類準循環(huán)0^(:碼，均有0 = 12，9種不同碼類對應的參數(shù)&分別是8、8、8、16、16、16、32、32、32，9種不同碼類對應的參數(shù)13分別是2048、`512、`128、1024、256、64、512、128、32，9種不同碼類對應的參數(shù)〖分別是20、20、20、28、28、`28、44、`44.44,生成矩陣G對應碼字V=(S，P)，G的前a塊列對應的是信息向量S，后c塊列對應的是校驗向量P,以b比特為一段,信息向量s被等分為a段,即s = (Sci, S1,…，Siri),校驗向量P被等分為c段，即P = (P0, P1,…，pn)，其特征在于，所述編碼方法包括以下步驟: 第I步，全并行輸入信息向量s ; 第2步，清零移位寄存器R ;第3步，生成多項式查找表Lc^L1，…，L31分別輸出碼類π生成矩陣G第j塊列中第O，1，一，31塊行的生成多項式比特，這些生成多項式比特分別通過b位二進制乘法器M0, M1,…，M31與信息段Stl, S1,…，S31進行標量乘，b位二進制乘法器M0, M1,…，M31的乘積通過b個33位二進制加法器A0, A1,…，Alrf與移位寄存器R的內(nèi)容相加，33位二進制加法器A0, A1, - ,Aw的和被循環(huán)左移I位后的結(jié)果存入移位寄存器R，其中，a≤ j〈t ； 第4步，重復第3步b次，此時，移位寄存器R存儲的是校驗段Pj_a ； 第5步，以I為步長遞增改變j的取值，重復第2~4步c次，移位寄存器R依次得到的是校驗段Pd, P1,…，Pu，它們構(gòu)成了校驗向量P = (Po, Pi,…，P11)。
【文檔編號】H03M13/11GK103929205SQ201410164214
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】張鵬, 劉志文, 張燕 申請人:榮成市鼎通電子信息科技有限公司