[发明专利]一种QC-LDPC编码算法及实现方法

说明书

本发明公开了一种QC‑LDPC编码算法及实现方法。它通过使用部分生成矩阵G和部分校验矩阵H，来从原始信息位u计算出校验位p；具体为：原始信息位u通过填充单元使得原始信息位u的长度为QC长度的整数倍；通过填充单元的原始信息位u使用乒乓两个缓存来提高LDPC编码器的性能；配置稠密循环矩阵和稀疏循环矩阵，进入到稠密/稀疏矩阵参数中，用来控制每个计算时钟周期内，哪些稠密或者稀疏计算引擎参与计算；根据矩阵参数的配置信息，通过异或来实现矩阵乘法中的累加功能，最终输出校验位p。本发明的有益效果是：仅需使用少量的存储空间，计算速度快；根据用户的性能需求灵活定制电路，实现性能、功耗和电路面积之间的最优化。

技术领域

本发明涉及固态存储中数据编码相关技术领域，尤其是指一种QC-LDPC编码算法及实现方法。

背景技术

低密度奇偶校验码(Low-Density Parity Check Code，LDPC)是一种高效的编码技术，但由于校验矩阵具有不规律性，存在校验矩阵存储于读取困难、编码复杂度高等问题，相对难以实现。

准循环低密度奇偶校验码(Quasi-Cyslic Low-Density Parity-Check Code，QC-LDPC)即准循环LDPC码。准循环LDPC码是结构化LDPC码的重要子集，其生成矩阵G(Generatematrix)和校验矩阵H(cHeck matrix)都是有循环矩阵构成的阵列。循环矩阵每一行都由上一行循环右移一位得到，其中第一行的上一行为最后一行。

QC-LDPC码校验矩阵的子矩阵具有如下特点：(1)每个子矩阵是一个方阵。(2)循环子矩阵的任一行(列)都是上一行(列)向右移动一位得到的，特别的，矩阵的第一行(列)由最后一行(列)循环右移一位得到。(3)循环矩阵完全可以由其第一行或者第一列决定。

对于如下校验矩阵H，假设QC大小为c，即一个QC块为c乘以c的矩阵。

其中，H_ij为c乘以c的循环矩阵即全0矩阵或者循环置换矩阵，m乘以c为校验位的长度，n乘以c为原始信息位加上校验位的总长度。

生成矩阵G可以定义为：

G＝(I|G_p)

其中：I为单位矩阵。可得校验位为：

p＝G_pu

其中，p为校验位，u为原始信息位即用户数据。通过该矩阵G_p，可以从原始信息位u计算出校验位p。但是，G_p需要占用大量的存储空间，使得成本增加，并且计算吞吐率低。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种能够减少存储空间且提高计算速度的QC-LDPC编码算法及实现方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种QC-LDPC编码算法，通过构造和选择特殊形式的校验矩阵H，校验矩阵H的形式如下：

其中，BlkU为原始信息位u的长度，BlkP为校验位p的长度，校验位p分为三个部分[P₁ P₂ P₃]，P₁部分的长度为blkm，P₃的长度为blkn，P₂的长度为BlkP-blkm-blkn，码字结构定义为[uP₁ P₂ P₃]；

根据校验原理，H×[uP₁ P₂ P₃]^T＝0，求解得到，