[发明专利]一种低延时的近地通信中LDPC并行编码器和编码方法

权利要求书

1.一种适合于CCSDS近地通信系统采用的QC-LDPC码的低延时并行编码器，QC-LDPC码的生成矩阵G是由a×t个b×b阶循环矩阵G_i,j构成的阵列，其中，a=14，t=16，b=511，c=t-a=2，1≤i≤a，1≤j≤t，b=ux，u=7，x=73，生成矩阵G对应码字v=(s,p)，G的前a块列对应的是信息向量s=(e₀,e₁,…,e_ab-1)，后c块列对应的是校验向量p，以b比特为一段，信息向量s被等分为a段，即s=(s₁,s₂,…,s_a)，校验向量p被等分为c=2段，即p=(p₁,p₂)，其特征在于，所述编码器包括以下部件：

寄存器R₁～R_a+2，寄存器R₁～R_a用于缓存信息向量s=(s₁,s₂,…,s_a)，寄存器R_a+1和R_a+2用于计算和存储校验向量p=(p₁,p₂)；

求和阵列，对并行输入的u位信息比特e_un,e_un+1，…,e_un+6进行组合求和，其中，0≤n<ax；

选择扩展器M₁和M₂，在求和阵列运算结果的基础上，完成向量(e_un，e_un+1,…,e_un+6)与子块行矩阵U_ρ的并行乘法，其中，1≤ρ≤a，ρ=[n/x]+1，符号[n/x]表示不大于n/x的最大整数；

b位二输入异或门A₁和A₂，A_l将向量(e_un,e_un+1,…,e_un+6)与子块行矩阵U_ρ乘积的第l段b比特累加到寄存器R_a+1中，其中，1≤l≤c。

2.如权利要求1所述的并行编码器，其特征在于，所述子块行矩阵U_ρ是由生成矩阵G第ρ块行、后c块列中所有循环矩阵的前u行构成的。

3.如权利要求1所述的并行编码器，其特征在于，所述求和阵列有u个输入端和127个输出端，求和阵列对并行输入的u位信息比特e_un,e_un+1，…,e_un+6进行组合求和，所有子块行矩阵共有127个不同的非零列向量，它们与向量(e_un,e_un+1,…,e_un+6)的内积对应127个求和表达式，这些求和表达式用127个多输入异或门加以实现。

4.如权利要求1所述的并行编码器，其特征在于，所述选择扩展器M₁根据子块行矩阵U_p的下标ρ从求和阵列的输出端中选择一部分并扩展成b个，以构成向量(e_un,e_un+1,…,e_um+6)与子块行矩阵U_ρ乘积的第l段b比特，选择方式完全取决于U_ρ的1022个列向量。

5.一种适合于CCSDS近地通信系统采用的QC-LDPC码的低延时并行编码方法，QC-LDPC码的生成矩阵G是由a×t个b×b阶循环矩阵G_i,j构成的阵列，其中，a=14，t=16，b=511，c=t-a=2，1≤i≤a，1≤j≤t，b=ux，u=7，x=73，生成矩阵G对应码字v=(s,p)，G的前a块列对应的是信息向量s=(e₀,e₁,…,e_ab-1)，后c块列对应的是校验向量p，以b比特为一段，信息向量s被等分为a段，即s=(s₁,s₂,…,s_a)，校验向量p被等分为c=2段，即p=(p₁,p₂)，其特征在于，所述编码方法包括以下步骤：

第1步，清零寄存器R_a+1和R_a+2；

第2步，并行输入u位信息比特e_un,e_un+1，…,e_un+6，寄存器R₁～R_a串行左移u位，缓冲信息向量s，选择扩展器的块行号控制端输入ρ=[n/x]+1，选择扩展器M₁和M₂根据ρ的数值分别从求和阵列的输出端中选择一部分并扩展成b个，以共同构成向量(e_un,e_un+1，…..,e_un+6)与子块行矩阵U_p的乘积，b位二输入异或门A_l将乘积的第l段b比特与寄存器R_a+l串行循环左移u位的结果相加，和存回寄存器R_a+l；

第3步，以1为步长递增改变n的取值，重复第2步ax次，完成后，寄存器R₁～R_a存储的是信息向量s=(s₁,s₂,…,s_a)，寄存器R_a+1和R_a+2存储的是校验向量p=(p₁,p₂)；

第4步，并行输出码字v=(s,p)。