深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移準(zhǔn)循環(huán)矩陣乘法器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移準(zhǔn)循環(huán)矩陣乘法器，用于實(shí)現(xiàn)CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)多碼類QC-LDPC近似下三角編碼中向量m與準(zhǔn)循環(huán)矩陣F的乘法運(yùn)算，該乘法器包括4個(gè)預(yù)先存儲矩陣F中所有循環(huán)矩陣生成多項(xiàng)式的生成多項(xiàng)式查找表、4個(gè)對m的向量段和生成多項(xiàng)式比特進(jìn)行標(biāo)量乘的2048位二進(jìn)制乘法器、2048個(gè)對乘積和移位寄存器內(nèi)容進(jìn)行模2加的5位二進(jìn)制加法器、1個(gè)存儲被循環(huán)左移1位的和的2048位移位寄存器。本發(fā)明提供的全并行輸入乘法器兼容所有碼類，具有寄存器少、功耗小、成本低、工作頻率高、吞吐量大等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移準(zhǔn)循環(huán)矩陣乘法器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信道編碼領(lǐng)域，特別涉及一種CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)多碼類QC-LDPC近似下三角編碼中全并行輸入的循環(huán)左移準(zhǔn)循環(huán)矩陣乘法器。
【背景技術(shù)】
[0002]低密度奇偶校驗(yàn)(Low-Density Parity-Check, LDPC)碼是高效的信道編碼技術(shù)之一,而準(zhǔn)循環(huán) LDPC(Quas1-Cyclic LDPC, QC-LDPC)碼是一種特殊的 LDPC 碼。QC-LDPC 碼的生成矩陣G和校驗(yàn)矩陣H都是由循環(huán)矩陣構(gòu)成的陣列，具有分段循環(huán)的特點(diǎn)，故被稱為QC-LDPC碼。循環(huán)矩陣的首行是末行循環(huán)右移I位的結(jié)果，其余各行都是其上一行循環(huán)右移I位的結(jié)果；循環(huán)矩陣的首列是末列循環(huán)下移I位的結(jié)果，其余各列都是其前一列循環(huán)下移I位的結(jié)果。因此，循環(huán)矩陣完全由其首行或首列來表征。通常，循環(huán)矩陣的首行或首列被稱為它的生成多項(xiàng)式。
[0003]當(dāng)采用近似下三角編碼方法對QC-LDPC碼進(jìn)行編碼時(shí)，通過行列交換，校驗(yàn)矩陣H變換成近似下三角形狀Hau，它由6個(gè)子矩陣組成如下:
【權(quán)利要求】
1.一種深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移準(zhǔn)循環(huán)矩陣乘法器，當(dāng)采用近似下三角編碼方法對CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)多碼類QC-LDPC碼進(jìn)行編碼時(shí)涉及向量m與準(zhǔn)循環(huán)矩陣F的乘法運(yùn)算，矩陣F分為u塊行和u ±夾列，是由u X u個(gè)b X b階循環(huán)矩陣Fi, j構(gòu)成的陣列，f j是循環(huán)矩陣Fy的生成多項(xiàng)式，其中，b、1、j和u均為非負(fù)整數(shù)，O ( i〈u，0 ( j〈u，CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)采用了 9種不同碼類的QC-LDPC碼，分別是0、1、2、3、4、5、6、7、8，對于這.9種不同碼類QC-LDPC碼，均有u = 4，9種不同碼類對應(yīng)的參數(shù)b分別是2048、512、128、.1024、256、64、512、128、32，以 b 比特為一段，向量 m 被等分為 u 段，即 m = (m0, Hi1,...，Iv1)，部分校驗(yàn)向量P被等分為u段，即P = (P0, P1,…，PuJ，其特征在于，所述乘法器包括以下部件: 生成多項(xiàng)式查找表U，L1,…，L3,分別預(yù)存所有碼類準(zhǔn)循環(huán)矩陣F第O，1，…，3塊行中的所有循環(huán)矩陣生成多項(xiàng)式； b位二進(jìn)制乘法器Mtl, M1,…，M3,分別對向量段1% Hi1,…，m3和生成多項(xiàng)式查找表Ltl, L1,…，L3的輸出比特進(jìn)行標(biāo)量乘； 5位二進(jìn)制加法器Atl, A1,…，Alrf，對b位二進(jìn)制乘法器M0，M1,…，M3的乘積和移位寄存器R的內(nèi)容進(jìn)行模2加； 移位寄存器R，存儲5位二進(jìn)制加法器A0, A1, - ,Ah的和被循環(huán)左移I位后的結(jié)果以及最終的校驗(yàn)段Po, Pi,…，P3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移準(zhǔn)循環(huán)矩陣乘法器，其特征在于，所述生成多項(xiàng)式查找表Ltl~L3分別存儲所有碼類F的第O~3塊列中的所有生成多項(xiàng)式，對于任一塊列，依次存儲第O，1,…，3塊行對應(yīng)的生成多項(xiàng)式。生成多項(xiàng)式查找表Lci~L3串行輸出生成多項(xiàng)式的比特。
3.一種深空通信中全并行輸入的循環(huán)左移準(zhǔn)循環(huán)矩陣串行乘法方法，當(dāng)采用近似下三角編碼方法對CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)多碼類QC-LDPC碼進(jìn)行編碼時(shí)涉及向量m與準(zhǔn)循環(huán)矩陣F的乘法運(yùn)算，矩陣F分為u塊行和u ±夾列，是由uXu個(gè)bXb階循環(huán)矩陣構(gòu)成的陣列，.4 j是循環(huán)矩陣Fi,」的生成多項(xiàng)式，其中，b、1、j和u均為非負(fù)整數(shù)，O≤i〈U，O≤j〈U，CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)采用了 9種不同碼類的QC-LDPC碼，分別是0、1、2、3、4、5、6、7、8，對于這9種不同碼類QC-LDPC碼，均有u = 4，9種不同碼類對應(yīng)的參數(shù)b分別是2048、512、128、.1024、256、64、512、128、32，以 b 比特為一段，向量 m 被等分為 u 段，即 m = (m0, Hi1,...，Iv1)，部分校驗(yàn)向量P被等分為u段，即P = (P0, P1,…，PuJ，其特征在于，所述乘法方法包括以下步驟: 第I步，全并行輸入向量m; 第2步，清零移位寄存器R ; 第3步，生成多項(xiàng)式查找表Lci, L1,…，L3分別輸出碼類η準(zhǔn)循環(huán)矩陣F第j (O≤j〈4)塊列中第0，1,…，3塊行的生成多項(xiàng)式比特，這些生成多項(xiàng)式比特分別通過b位二進(jìn)制乘法器M0, M1,…，M3與向量段mQ, Hi1,…，m3進(jìn)行標(biāo)量乘，b位二進(jìn)制乘法器Mtl, M1,…，M3的乘積通過b個(gè)5位二進(jìn)制加法器A0, A1,…，Alri與移位寄存器R的內(nèi)容相加，5位二進(jìn)制加法器A0, A1,…，Ab^1的和被循環(huán)左移I位后的結(jié)果存入移位寄存器R ； 第4步，重復(fù)第3步b次，此時(shí)，移位寄存器R存儲的是校驗(yàn)段pj ； 第5步，以I為步長遞增改變j的取值，重復(fù)第2~4步4次，移位寄存器R依次得到的是校 驗(yàn)段Pd, P1,…，P3,它們構(gòu)成了校驗(yàn)向量P = (Po, Pi,…，P3)。
【文檔編號】H03M13/11GK103905057SQ201410163788
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】張鵬, 劉志文, 張燕 申請人:榮成市鼎通電子信息科技有限公司