[发明专利]CDR中二级全并行输入循环左移的LDPC编码器

说明书

技术领域

本发明涉及信道编码领域，特别涉及一种CDR系统中二级全并行输入循环左移的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。

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G_i,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,…,a_e×b)。CDR标准采用了一种码率η＝3/4的QC-LDPC码，对于该码，t＝36，e＝27，c＝9，b＝256。

CDR标准中3/4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。

发明内容

CDR系统中3/4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，本发明提供了一种基于二级流水线的QC-LDPC编码器。

如图2所示，CDR系统中基于二级流水线的QC-LDPC编码器主要由2部分组成：稀疏矩阵与向量的乘法器和向量与高密度矩阵的乘法器。编码过程分2步完成：第1步，使用稀疏矩阵与向量的乘法器计算向量s；第2步，使用向量与高密度矩阵的乘法器计算校验向量p。

关于本发明的优势与方法可通过下面的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1是现有的全并行输入QC-LDPC编码器；

图2是基于二级流水线的QC-LDPC编码过程；

图3是稀疏矩阵与向量的乘法器；

图4是一种基于全并行输入循环左移的向量与高密度矩阵乘法器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例作详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。

循环矩阵的行重和列重相同，记作w。如果w＝0，那么该循环矩阵是全零矩阵。如果w＝1，那么该循环矩阵是可置换的，称为置换矩阵，它可通过对单位矩阵I循环右移若干位得到。QC-LDPC码的校验矩阵H是由c×t个b×b阶循环矩阵H_j,k(1≤j≤c,1≤k≤t,t＝e+c)构成的如下阵列：

通常情况下，校验矩阵H中的任一循环矩阵要么是全零矩阵(w＝0)要么是置换矩阵(w＝1)。令循环矩阵H_j,k的首行h_j,k＝(h_j,k,1,h_j,k,2,…,h_j,k,b)是其生成多项式，其中h_j,k,m＝0或1(1≤m≤b)。因为H是稀疏的，所以h_j,k只有1个‘1’，甚至没有‘1’。

H的前e块列对应的是信息向量a，后c块列对应的是校验向量p，码字v＝(a,p)。以b比特为一段，信息向量a被等分为e段，即a＝(a₁,a₂,…,a_e)；校验向量p被等分为c段，即p＝(p₁,p₂,…,p_c)。将H的前e块列和后c块列构成的矩阵分别记作C和D，则

H＝[C D](3)

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。将式(3)和码字v＝(a,p)代入Hv^Τ＝0，整理可得

p^Τ＝Φ^ΤCa^Τ(4)