[发明专利]深空通信中基于四级流水线的高速QC-LDPC编码器

权利要求书

1.一种深空通信中基于四级流水线的高速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＝12，t＝20，b＝2048，e＝t-c＝8，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8×8个b×b阶循环矩阵构成，B是由8×4个b×b阶循环矩阵构成，下三角矩阵T是由8×8个b×b阶循环矩阵构成，C是由4×8个b×b阶循环矩阵构成，D是由4×4个b×b阶循环矩阵构成，E是由4×8个b×b阶循环矩阵构成，Φ＝(ET^-1B+D)^-1是由4×4个b×b阶循环矩阵构成，Φ_j是由Φ^T的第j块列中所有循环矩阵生成多项式构成的4×b阶矩阵，其中，上标^Τ和^-1分别表示转置和逆，1≤j≤4，Q=T0EI]]>是由12×12个b×b阶循环矩阵Q_j,k构成，其中，I是单位矩阵，0是全零矩阵，1≤j≤12，1≤k≤12，非零循环矩阵Q_j,k相对于b×b阶单位矩阵的循环右移位数是s_j,k，其中，0≤s_j,k<b，Y＝[BT]是由8×12个b×b阶循环矩阵Y_j,k构成，其中，1≤j≤8，1≤k≤12，非零循环矩阵Y_j,k相对于b×b阶单位矩阵的循环右移位数是s_j,k，其中，0≤s_j,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p_x，矩阵T和E则对应余下的校验向量p_y，校验向量p＝(p_x,p_y)，以b比特为一段，信息向量a被等分为8段，即a＝(a₁,a₂,…,a₈)，校验向量p被等分为12段，即p＝(p₁,p₂,…,p₁₂)，p_x＝(p₁,p₂,…,p₄)，p_y＝(p₅,p₆,…,p₁₂)，向量f被等分为8段，即f＝(f₁,f₂,…,f₈)，向量w被等分为4段，即w＝(f₉,f₁₀,…,f₁₂)，[fw]＝(f₁,f₂,…,f₁₂)，向量q被等分为8段，即q＝(q₁,q₂,…,q₈)，向量x被等分为4段，即x＝(q₉,q₁₀,…,q₁₂)，[qx]＝(q₁,q₂,…,q₁₂)，向量y被等分为8段，即y＝(y₁,y₂,…,y₈)，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20个2048比特寄存器R_1,1,R_1,2,…,R_1,20和12个多输入异或门X_1,1,X_1,2,…,X_1,12组成，用于计算向量f和w；

I型后向迭代电路，由12个2048比特寄存器R_2,1,R_2,2,…,R_2,12和11个多输入模2加法器A_2,2,A_2,3,…,A_2,12组成，用于计算向量q和x；

高密度矩阵与向量的乘法器，由4个查找表L₁,L₂,…,L₄、8个b比特寄存器R_3,1,R_3,2,…,R_3,8和4个b位二输入异或门X_3,1,X_3,2,…,X_3,4组成，用于计算部分校验向量p_x，查找表L₁,L₂,…,L₄分别存储可变的4比特向量与固定的矩阵Φ₁,Φ₂,…,Φ₄的所有可能乘积；

II型后向迭代电路，由12个2048比特寄存器R_4,1,R_4,2,…,R_4,12和8个多输入模2加法器A_4,1,A_4,2,…,A_4,8组成，用于计算向量y，y与向量q异或得到部分校验向量p_y，从而得到校验向量p＝(p_x,p_y)。