【技术实现步骤摘要】
WPAN中基于三级流水线的高速QC-LDPC编码器
本专利技术涉及信道编码领域,特别涉及一种WPAN系统中基于三级流水线的高速QC-LDPC编码器。
技术介绍
低密度奇偶校验(Low-DensityParity-Check,LDPC)码是高效的信道编码技术之一,而准循环LDPC(Quasi-CyclicLDPC,QC-LDPC)码是一种特殊的LDPC码。QC-LDPC码的生成矩阵G和校验矩阵H都是由循环矩阵构成的阵列,具有分段循环的特点,故被称为QC-LDPC码。循环矩阵的首行是末行循环右移1位的结果,其余各行都是其上一行循环右移1位的结果,因此,循环矩阵完全由其首行来表征。通常,循环矩阵的首行被称为它的生成多项式。通信系统通常采用系统形式的QC-LDPC码,其生成矩阵G的左半部分是一个单位矩阵,右半部分是由e×c个b×b阶循环矩阵Gi,j(0≤i<e,e≤j<t,t=e+c)构成的阵列,如下所示:其中,I是b×b阶单位矩阵,0是b×b阶全零矩阵。G的连续b行和b列分别被称为块行和块列。由式(1)可知,G有e块行和t块列。WPAN标准采用了一种码率η=1/2的QC-LDPC码,对于该码,t=32,e=16,c=16,b=21。WPAN标准中1/2码率QC-LDPC编码器的现有解决方案是基于16个I型移位寄存器加累加器(Type-IShift-Register-Adder-Accumulator,SRAA-I)电路的串行编码器。由16个SRAA-I电路构成的串行编码器,在336个时钟周期内完成编码。该方案需要672个寄存器、336个二输入与门和3 ...
【技术保护点】
一种WPAN中基于三级流水线的高速QC‑LDPC编码器,1/2码率QC‑LDPC码的校验矩阵H是由c×t个b×b阶循环矩阵构成的阵列,其中,c=16,t=32,b=21,e=t‑c=16,校验矩阵H通过行列交换变换成近似下三角形状,可划分为6个子矩阵,H=ABTCDE,]]>A是由14×16个b×b阶循环矩阵构成,B是由14×2个b×b阶循环矩阵构成,T是由14×14个b×b阶循环矩阵构成,C是由2×16个b×b阶循环矩阵构成,D是由2×2个b×b阶循环矩阵构成,E是由2×14个b×b阶循环矩阵构成,Φ=(ET‑1B+D)‑1是42×42阶单位矩阵,其中,上标Τ和‑1分别表示转置和逆,Q=T0EI]]>是由16×16个b×b阶循环矩阵Qj,k构成,其中,I是单位矩阵,0是全零矩阵,1≤j≤16,1≤k≤16,非零循环矩阵Qj,k相对于b×b阶单位矩阵的循环右移位数是sj,k,其中,0≤sj,k<b,Y=[B T]是由14×16个b×b阶循环矩阵Yj,k构成,其中,1≤j≤14,1≤k≤16,非零循环矩阵Yj,k相对于b×b阶单位矩阵的循环右移位数是sj,k,其中,0≤sj,k&l ...
【技术特征摘要】
1.一种WPAN中基于三级流水线的高速QC-LDPC编码器,1/2码率QC-LDPC码的校验矩阵H是由c×t个b×b阶循环矩阵构成的阵列,其中,c=16,t=32,b=21,e=t-c=16,校验矩阵H通过行列交换变换成近似下三角形状,可划分为6个子矩阵,A是由14×16个b×b阶循环矩阵构成,B是由14×2个b×b阶循环矩阵构成,T是由14×14个b×b阶循环矩阵构成,C是由2×16个b×b阶循环矩阵构成,D是由2×2个b×b阶循环矩阵构成,E是由2×14个b×b阶循环矩阵构成,Φ=(ET-1B+D)-1是42×42阶单位矩阵,其中,上标Τ和-1分别表示转置和逆,是由16×16个b×b阶循环矩阵Qj,k构成,其中,I是单位矩阵,0是全零矩阵,1≤j≤16,1≤k≤16,非零循环矩阵Qj,k相对于b×b阶单位矩阵的循环右移位数是sj,k,其中,0≤sj,k<b,Y=[BT]是由14×16个b×b阶循环矩阵Yj,k构成,其中,1≤j≤14,1≤k≤16,非零循环矩阵Yj,k相对于b×b阶单位矩阵的循环右移位数是sj,k,其中,0≤sj,k<b,A和C对应信息向量a,矩阵B和D对应一部分校验向量px,矩阵T和E则对应余下的校验向量py,校验向量p=(px,py),以b比特为一段,信息向量a被等分为16段,即a=(a1,a2,…,a16),校验向量p被等分为16段,即p=(p1,p2,…,p16),px=(p1,p2),py=(p3,p4,…,p16),向量f被等分为14段,即f=(f1,f2,…,f14),向量w被等分为2段,即w=(f15,f16),[fw]=(f1,f2,…,f16),向量q被等分为14段,即q=(q1,q2,…,q14),向量x被等分为2段,即x=(q15,q16),[qx]=(q1,q2,…,q16),向量y被等分为14段,即y=(y1,y2,…,y14),其特征在于,所述编码器包括以下部件:稀疏矩阵与向量的乘法器,由32个b比特寄存器R1,1,R1,2,…,R1,32和16个多输入异或门X1,1,X1,2,…,X1,16组成,用于计算向量f和w;I型后向迭代电路,由16个b比特寄存器R2,1,R2,2,…,R2,16和15个多输入模2加法器A2,2,A2,3,…,A2,16组成,用于计算向量q和x,从而求出部分校验向量px=x;II型后向迭代电路,由16个b比特寄存器R3,1,R3,2,…,R3,16和14个多输入模2加法器A3,1,A3,2,…,A3,14组成,用于计算向量y,y与向量q异或得到部分校验向量py,从而得到校验向量p=(px,py);所述稀疏矩阵与向量的乘法器计算向量f和w的步骤如下:第1步,输入信息段a1,a2,…,a16,将它们分别存入寄存器R1,1,R1,2,…,R1,16中;第2步,寄存器R1,1,R1,2,…,R1,16同时循环左移1次,之后通过稀疏连接至异或门X1,1,X1,2,…,X1,16,异或门X1,1,X1,2,…,X1,16分别将异或结果左移入寄存器R1,17,R1,18,…,R1,32中;第3步,重复第2步b次,完成后,寄存器R1,17,R1,18,…,R1,32存储的内容分别是向量段f1,f2,…,f16,它们构成了向量f和w;其中,稀疏连接取决于矩阵F中的所有循环矩阵生成多项式,寄存器R1,i的所有抽头取决于矩阵F第i块列中所有循环矩阵生成多项式的非零元素所在位置,而多输入异或门X1,j的输入取决于矩阵F第j块行中所有循环矩阵生成多项式的非零元素所在位置,其中,1≤i≤16,1≤j≤16,所述I型后向迭代电路计算向量q和x的步骤如下:第1步,输入向量段f1,将向量段q1=f1存入寄存器R2,1中;第2步,输入向量段fj,非零循环矩阵Qj,k对应的向量段qk被循环左移sj,k位后送入多输入模2加法器A...
【专利技术属性】
技术研发人员:张鹏,刘志文,张燕,
申请(专利权)人:荣成市鼎通电子信息科技有限公司,
类型:发明
国别省市:山东;37
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