The invention provides a deep space communication QC LDPC encoder two stage pipeline based on the encoder includes 1 sparse matrix vector multiplier and 1 vector matrix multiplier with high density. Sparse matrix vector multiplication of sparse matrix vector multiplier, vector and high density matrix multiplier using parallel input circular left shift mechanism, realize the multiplication of vector with high density matrix. The whole coding process is divided into 2 stages. Deep space communication system provided by the invention 8/11 rate QC LDPC encoder has the advantages of high working frequency and high throughput, etc..
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信道编码领域,特别涉及一种深空通信系统中二级全并行输入循环左移的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(1≤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。信息向量a=(a1,a2,…,ae×b)。深空通信标准采用了一种码率η=8/11的QC-LDPC码,对于该码,t=44,e=32,c=12,b=512。深空通信标准中8/11码率QC-LDPC编码器的现有全并行输入解决方案如图1所示,该方案的主要缺点是模2加法器有e×b个输入端,加法运算的延时长,会造成编码器的工作频率低、吞吐量小。
技术实现思路
深空通信系统中8/11码率QC-LDPC编码器的现有实现方案存在工作频率低、吞吐量小的缺点,针对这些技术问题,本专利技术提供了一种基于二 ...
【技术保护点】
一种深空通信中基于二级流水线的QC‑LDPC编码器,8/11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=12,t=44,b=512,e=t‑c=32,校验矩阵H可划分为2个子矩阵,H=[C D],C是由c×e个b×b阶循环矩阵构成,D是由c×c个b×b阶循环矩阵构成,ΦT=D–1,其中,上标T和‑1分别表示转置和逆,矩阵C对应信息向量a,矩阵D对应校验向量p,以b比特为一段,信息向量a被等分为e段,即a=(a1,a2,…,ae),校验向量p被等分为c段,即p=(p1,p2,…,pc),sT=CaT,p=sΦ,向量s被等分为c段,即s=(s1,s2,…,sc),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t个b比特寄存器R1,1,R1,2,…,R1,t和c个多输入异或门X1,1,X1,2,…,X1,c组成,用于计算向量s;向量与高密度矩阵的乘法器,基于全并行输入循环左移机制,由生成多项式查找表、b位二进制乘法器、(c+1)位二进制加法器和移位寄存器组成,用于计算校验向量p,生成多项式查找表L1,L2,…,Lc分别预存矩阵Φ第1,2, ...
【技术特征摘要】
1.一种深空通信中基于二级流水线的QC-LDPC编码器,8/11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=12,t=44,b=512,e=t-c=32,校验矩阵H可划分为2个子矩阵,H=[CD],C是由c×e个b×b阶循环矩阵构成,D是由c×c个b×b阶循环矩阵构成,ΦT=D–1,其中,上标T和-1分别表示转置和逆,矩阵C对应信息向量a,矩阵D对应校验向量p,以b比特为一段,信息向量a被等分为e段,即a=(a1,a2,…,ae),校验向量p被等分为c段,即p=(p1,p2,…,pc),sT=CaT,p=sΦ,向量s被等分为c段,即s=(s1,s2,…,sc),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t个b比特寄存器R1,1,R1,2,…,R1,t和c个多输入异或门X1,1,X1,2,…,X1,c组成,用于计算向量s;向量与高密度矩阵的乘法器,基于全并行输入循环左移机制,由生成多项式查找表、b位二进制乘法器、(c+1)位二进制加法器和移位寄存器组成,用于计算校验向量p,生成多项式查找表L1,L2,…,Lc分别预存矩阵Φ第1,2,…,c块行中的所有循环矩阵生成多项式,生成多项式查找表L1,L2,…,Lc输出的生成多项式比特分别与向量段s1,s2,…,sc进行标量乘,这c个标量乘法分别通过b位二进制乘法器M1,M2,…,Mc完成,b位二进制乘法器M1,M2,…,Mc的乘积与移位寄存器R的内容相加,该加法通过b个(c+1)位二进制加法器A1,A2,…,Ab完成,(c+1)位二进制加法器A1,A2,…,Ab的和被循环左移1位后的结果存入移位寄存器R。2.根据权利要求1所述的一种深空通信中基于二级流水线的QC-LDPC编码器,其特征在于,所述稀疏矩阵与向量的乘法器计算向量s的步骤如下:第1步,输入信息段a1,a2,…,ae,将它们分别存入寄存器R1,1,R1,2,…,R1,e中;第2步,寄存器R1,1,R1,2,…,R1,e同时循环左移1次,异或门X1,1,X1,2,…,X1,c分别将异或结果左移入寄存...
【专利技术属性】
技术研发人员:张鹏,
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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