[发明专利]深空通信中部分并行输入的累加左移QC-LDPC编码器

说明书

本发明提供了一种深空通信中部分并行输入的累加左移QC‑LDPC编码器，该编码器包括12个预先存储所有码类生成矩阵中所有循环矩阵生成多项式的生成多项式查找表、12个对信息段和生成多项式比特进行标量乘的2048位二进制乘法器、12个对乘积和移位寄存器内容进行模2加的2048位二进制加法器、12个存储被循环左移1位的和的2048位移位寄存器。最终，校验数据包含于12个移位寄存器中。本发明提供的部分并行输入编码器兼容CCSDS深空通信系统中所有码类QC‑LDPC码，具有寄存器少、结构简单、功耗小、成本低、工作频率高、吞吐量大等优点。

技术领域

本发明涉及信道编码领域，特别涉及一种CCSDS深空通信系统中部分并行输入的累加左移QC-LDPC编码器。

背景技术

低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码是高效的信道编码技术之一，而准循环LDPC(Quasi-Cyclic LDPC，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。

CCSDS深空通信标准采用系统形式的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a×c个b×b阶循环矩阵G_i,j(0≤i<a,a≤j<t,t＝a+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a块行和t块列。令循环矩阵G_i,j的首行g_i,j是其生成多项式。CCSDS深空通信标准采用了9种QC-LDPC码，均有c＝12。图1给出了不同码类π下的参数a、b和t。

对于CCSDS深空通信标准，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_a×b-1)，后c块列对应的是校验向量p＝(d₀,d₁,…,d_c×b-1)。以b比特为一段，信息向量s被等分为a段，即s＝(s₀,s₁,…,s_a-1)；校验向量p被等分为c段，即p＝(p₀,p₁,…,p_c-1)。由v＝sG可知，第j-a段校验向量满足

p_j-a＝s₀G_0,j+s₁G_1,j+…+s_iG_i,j+…+s_a-1G_a-1,j (2)

其中，0≤i<a，a≤j<t，t＝a+c。令和分别是生成多项式g_i,j循环右移n位和循环左移n位的结果，其中，0≤n≤b。那么，式(2)等号右边的第i项可展开为