[发明专利]DTMB中的全对角线准循环矩阵乘法器

权利要求书

1.一种DTMB中的全对角线准循环矩阵乘法器，DTMB是中国数字电视地面广播标准的英文简称，英文全称是DigitalTelevisionTerrestrialMultimediaBroadcasting，DTMB标准采用了3种不同码率的QC-LDPC码，3种不同码率η分别是0.4、0.6、0.8，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，任一循环矩阵H_i,j要么是全零矩阵要么是置换矩阵，其中，1≤i≤c，1≤j≤t，t＝e+c，对于这3种不同码率QC-LDPC码，均有t＝59和b＝127，3种不同码率对应的参数e分别是24、36和48，3种不同码率对应的参数c分别是35、23、11，当H_i,j是置换矩阵时，它可视为对b×b阶单位矩阵I循环右移s_i,j位的结果，其中，0≤s_i,j<b，当H_i,j是全零矩阵时，将它记作对b×b阶单位矩阵I循环右移s_i,j＝∞位的结果，即I^∞＝0，H的连续b行和b列分别被称为块行和块列，H的前e块列构成的矩阵记作E，DTMB中的QC-LDPC码具有全对角线结构的H，子矩阵E也具有全对角线结构，E共有t-1条对角线，任一对角线上的循环矩阵，可能全部是全零矩阵，也可能全部是相同的置换矩阵，还可能一部分是全零矩阵、其余部分是相同的置换矩阵，若第k条对角线上的循环矩阵全部都是全零矩阵，则它们都是对b×b阶单位矩阵I循环右移s_k＝∞位的结果，否则，该对角线上的置换矩阵都是对b×b阶单位矩阵I循环右移s_k∈{0,1,…,b-1}位的结果，其中，1≤k≤t-1，如果用“0”标识E中的全零矩阵，用“1”标识置换矩阵，那么E就可表示成基矩阵E_BASE，在E_BASE的上方增加一个(e-1)×e阶的全零矩阵，将其扩展成一个(t-1)×e阶的二进制矩阵，在此基础上，对扩展后的E_BASE的第j列循环上移j-1位，其中，2≤j≤e，将E_BASE变为扩展矩阵E_E，以b比特为一段，信息向量a被等分为e段，即a＝(a₁,a₂,…,a_e)，向量m^T＝Ea^T，向量m被等分为c段，即m＝(m₁,m₂,…,m_c)，其特征在于，所述乘法器包括以下部件：

查找表ROM，逐列存储(t-1)×e阶扩展矩阵E_E中的二进制数据，3种码率QC-LDPC码共享该查找表ROM，其宽度是t-1比特，深度是108，查找表ROM根据码率η和列号j输出码率是η的E_E的第j列t-1比特，其中，1≤j≤e；

循环左移器C₁～C_t-1，当0≤s_k<b时，循环左移器C_k对信息段a_j循环左移s_k位，当s_k＝∞时，循环左移器C_k不对信息段a_j循环左移而是把它直接输出，其中，1≤j≤e，1≤k≤t-1，s_k∈{∞,0,1,…,b-1}，当k＝t-1时，循环左移器C_k的输出与复用器M_k相连，当1≤k<t-1时，循环左移器C_k的输出与b比特异或门X_k相连；

b比特异或门X₁～X_t-2，b比特异或门X_k对循环左移器C_k的输出结果和b比特寄存器R_k+1的内容进行模2加，并送入复用器M_k，其中，1≤k≤t-2；

复用器M₁～M_t-1，复用器M_k根据查找表ROM输出的第k比特对2个输入二选一，选择结果送入b比特寄存器R_k，其中，1≤k≤t-1，当k＝t-1时，若查找表ROM输出的第k比特是0，则复用器M_k选择全零向量，否则，复用器M_k选择循环左移器C_k的输出结果，当1≤k<t-1时，若查找表ROM输出的第k比特是0，则复用器M_k选择b比特寄存器R_k+1的内容，否则，复用器M_k选择b比特异或门X_k的输出结果。

2.一种DTMB中的全对角线准循环矩阵乘法，DTMB是中国数字电视地面广播标准的英文简称，英文全称是DigitalTelevisionTerrestrialMultimediaBroadcasting，DTMB标准采用了3种不同码率的QC-LDPC码，3种不同码率η分别是0.4、0.6、0.8，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，任一循环矩阵H_i,j要么是全零矩阵要么是置换矩阵，其中，1≤i≤c，1≤j≤t，t＝e+c，对于这3种不同码率QC-LDPC码，均有t＝59和b＝127，3种不同码率对应的参数e分别是24、36和48，3种不同码率对应的参数c分别是35、23、11，当H_i,j是置换矩阵时，它可视为对b×b阶单位矩阵I循环右移s_i,j位的结果，其中，0≤s_i,j<b，当H_i,j是全零矩阵时，将它记作对b×b阶单位矩阵I循环右移s_i,j＝∞位的结果，即I^∞＝0，H的连续b行和b列分别被称为块行和块列，H的前e块列构成的矩阵记作E，DTMB中的QC-LDPC码具有全对角线结构的H，子矩阵E也具有全对角线结构，E共有t-1条对角线，任一对角线上的循环矩阵，可能全部是全零矩阵，也可能全部是相同的置换矩阵，还可能一部分是全零矩阵、其余部分是相同的置换矩阵，若第k条对角线上的循环矩阵全部都是全零矩阵，则它们都是对b×b阶单位矩阵I循环右移s_k＝∞位的结果，否则，该对角线上的置换矩阵都是对b×b阶单位矩阵I循环右移s_k∈{0,1,…,b-1}位的结果，其中，1≤k≤t-1，如果用“0”标识E中的全零矩阵，用“1”标识置换矩阵，那么E就可表示成基矩阵E_BASE，在E_BASE的上方增加一个(e-1)×e阶的全零矩阵，将其扩展成一个(t-1)×e阶的二进制矩阵，在此基础上，对扩展后的E_BASE的第j列循环上移j-1位，其中，2≤j≤e，将E_BASE变为扩展矩阵E_E，以b比特为一段，信息向量a被等分为e段，即a＝(a₁,a₂,…,a_e)，向量m^T＝Ea^T，向量m被等分为c段，即m＝(m₁,m₂,…,m_c)，其特征在于，所述乘法包括以下步骤：

第1步，清零所有的b比特寄存器R₁～R_t-1；

第2步，输入信息段a_j，查找表ROM根据码率η和列号j输出码率是η的E_E的第j列t-1比特，其中，1≤j≤e；

第3步，当0≤s_k<b时，循环左移器C_k对信息段a_j循环左移s_k位，而当s_k＝∞时，循环左移器C_k不对信息段a_j循环左移而是把它直接输出，当k＝t-1时，循环左移器C_k的输出与复用器M_k相连，而当1≤k<t-1时，循环左移器C_k的输出与b比特异或门X_k相连，其中，1≤k≤t-1，s_k∈{∞,0,1,…,b-1}；

第4步，b比特异或门X_k对循环左移器C_k的输出结果和b比特寄存器R_k+1的内容进行模2加，并送入复用器M_k；

第5步，复用器M_k根据查找表ROM输出的第k比特对2个输入二选一，选择结果送入b比特寄存器R_k，当k＝t-1时，若查找表ROM输出的第k比特是0，则复用器M_k选择全零向量，否则，复用器M_k选择循环左移器C_k的输出结果，当1≤k<t-1时，若查找表ROM输出的第k比特是0，则复用器M_k选择b比特寄存器R_k+1的内容，否则，复用器M_k选择b比特异或门X_k的输出结果；

第6步，以1为步长递增改变j的取值，重复第2～5步e-1次，直到整个信息向量a输入完毕，此时，b比特寄存器R₁～R_c的内容是向量m＝(m₁,m₂,…,m_c)。