[0053] 第3步，W 1为步长递增改变j的取值，重复第2步C-I次，最终，寄存器Ri, 1，Ri,2,… ，Ri,。存储的分别是向量段q1，Q2,…，q。，它们构成了向量q和X。
[0054] 式（7)也隐含了后向迭代操作，必须逐段求解部分校验向量Py。初始化Py= (Pu+l，Pu曲…，Pc)为全零。首先，PuW是矩阵Y的第1块行与向量[aPxPy]T之积。其次，Pu巧 是矩阵Y的第2块行与向量[aPxPy]T之积。重复上述过程，直到算完P。为止，如图6所示 的II型后向迭代电路。II型后向迭代电路由t个b比特寄存器R3,i，R3,2,…，Rs,t和C-U个 多输入模2加法器As,i，A3,2,…，As,。。组成。计算部分校验向量Py共需（C-U)个时钟周期。 假设矩阵Y中共有C个非零循环矩阵，那么II型后向迭代电路需使用-2c+2u)b个二 输入异或口。矩阵Y是由（c-u)Xt个bXb阶循环矩阵Yi,ka《j《c-u，l《k《t)构 成的阵列。非零循环矩阵Ytk相对于bXb阶单位矩阵的循环右移位数是Stk，〇《Sik<b。 使用II型后向迭代电路计算部分校验向量Py的步骤如下： 阳0对第1步，输入信息段日1，日2,…，日6,将它们分别存入寄存器R3,。W，R3,。…，…，R3,tU中，输入校验段Pl,P2,…，Pu,将它们分别存入寄存器R3,tw，R3,…2,…，R3,冲；
[0056] 第2步，非零循环矩阵Y,,k在垂直方向上对应的向量段ak或Pk。被循环左移S，,k 位后送入多输入模2加法器A3,,中进行异或运算，异或结果P，+。被存入寄存器R3,，中，其中， 1《j《C-U，1《k<t，0《Sj,k<b，当1《k《e时，Yj,k在垂直方向上对应向量段Bk,当e<k<e+j时，Yj,k在垂直方向上对应向量段Pke;
[0057] 第3步，W1为步长递增改变j的取值，重复第2步C-U-I次，最终，寄存器 尺3,1，R3,2,…，R3,cU存储的分别是向量段PPu+2,…，Pc,它们构成了部分校验向量Py。
[0058] 本发明提供了一种基于S级流水线的高速QC-LDPC编码方法，适用于通信系统中 的QC-LDPC码，其编码步骤描述如下：
[0059] 第1步，使用I型后向迭代电路计算向量q和X; W60] 第2步，使用高密度矩阵与向量的乘法器计算部分校验向量Py;
[0061] 第3步，使用II型后向迭代电路计算部分校验向量Py,从而得到校验向量P= 也，Py)。
[0062] 图7总结了编码器各编码步骤W及整个编码过程所需的硬件资源消耗和处理时 间。
[006引从图7不难看出，流水线充满时，整个编码过程共需max(t，u+b)个时钟周期，远小 于基于C个SRAA-I电路的串行编码方法所需的eXb个时钟周期。 W64] 通信系统中QC-LDPC编码器的现有解决方案需要eXcXb比特ROM,而本发明需要 2。址)比特ROM。因为U通常很小，所W2。址)远小于eXcXb。 阳0化]综上可见，与传统的串行SRAA法相比，本发明具有编码速度快、存储器消耗少等 优点。
[0066] W上所述，仅为本发明的【具体实施方式】之一，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本领域的技术人员在本发明所掲露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变 化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该W权利要求书 所限定的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种基于三级流水线的高速QC-LDPC编码器，QC-LDPC码的校验矩阵H是由c X t个 bXb阶循环矩阵构成的阵列，其中，c、t和b皆为正整数，t = e+c，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，，A是由（C-U)XefbXbM 循环矩阵构成，B是由（C-U)Xu个bXb阶循环矩阵构成，下三角矩阵T是由（C-U)X(C-U) 个bXb阶循环矩阵构成，C是由UXe个bXb阶循环矩阵构成，D是由uXu个bXb阶循环 矩阵构成，E是由uX (c-u)个bXb阶循环矩阵构成，其中，u是正整数，①=(ET h+D) 1是 由uXu个bXb阶循环矩阵构成，是由? T的第j块列中所有循环矩阵生成多项式构成 的UXb阶矩阵，其中，上标T和1分别表示转置和逆，I < j < u，；是由cXt 个bXb阶循环矩阵Qjik构成，其中，I是单位矩阵，0是全零矩阵，I < j < c，l < t，非 零循环矩阵Qjik相对于bXb阶单位矩阵的循环右移位数是s jik，其中，0 < sjik〈b，Y = [A B T]是由（c-u) Xt个bXb阶循环矩阵Yjik构成，其中，1彡j彡c-u，1彡k彡t，非零循环矩 阵Yjik相对于bXb阶单位矩阵的循环右移位数是s jik，其中，0 < sjik〈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px，矩阵T和E则对应余下的校验向量p y，校验向量 P = (Px，Py)，以b比特为一段，信息向量a被等分为e段，即a = (a:, a2,…，aj，校验向量p 被等分为 c 段，即 p = (P1, p2,…，pc)，Px= (p p2,…，pu)，py= (p u+1, pu+2,…，pc)，向量 q 被 等分为c-u段，即q = (q:，q2,…，，向量X被等分为u段，即X = Qd1, ，…，qj， [q x] = Q1, q2,…，q。)，其特征在于，所述编码器包括以下部件： I型后向迭代电路，由t个b比特寄存器R1,^Rli2,…，R 1, JPc个多输入模2加法器 Alil, Ali2,…，Alic组成，用于计算向量q和X ; 高密度矩阵与向量的乘法器，由u个查找表L1, L2，…，Lu、2u个b比特寄存器R2i1，R2i2，… ，R2i2JP u个b位二输入异或门X 2il，X2i2，…，X2,u组成，用于计算部分校验向量p x，查找表 L1, L2，…，Lu分别存储可变的u比特向量与固定的矩阵? i，，…，的所有可能乘积； II型后向迭代电路，由t个b比特寄存器R3il, R3i2，…，R3it和c-u个多输入模2加法器 A3ll, A3,2,…，A3,。。组成，用于计算部分校验向量p y，从而得到校验向量p = (px, py)。2. 根据权利要求1所述的一种基于三级流水线的高速QC-LDPC编码器，其特征在于，所 述I型后向迭代电路计算向量q和X的步骤如下： 第1步，输入信息段％，a2，…，心将它们分别存入寄存器心。+1，&。 +2，…，Rli t中； 第2步，非零循环矩阵Qik对应的向量段akS qk ^被循环左移s 位后送入多输入模2 加法器&]中进行异或运算，异或结果(1]被存入寄存器1^]中，其中，1<_]_<(3，1<1^〈1 0彡 Sj,k〈b，当I < k < e时，Qjik对应向量段a k，当e〈k〈e+j时，Qjik对应向量段q k e; 第3步，以1为步长递增改变j的取值，重复第2步c-1次，最终，寄存器Rli i，Rli2,…，R1^ 存储的分别是向量段Q1, q2，…，q。，它们构成了向量q和X。3. 根据权利要求1所述的一种基于三级流水线的高速QC-LDPC编码器，其特征在于，所 述高密度矩阵与向量的乘法器计算向量P x的步骤如下： 第1步，清零寄存器R2,u+1，R2, u+2，…，R2i2u，输入向量段X1, X2，…，xu，将它们分别存入寄存 器 R2,1，R2,2,…，R2, u中； 第2步，寄存器R2i1，R2i2，…，R2,u同时循环左移1次，异或门X 2il，X2,2，…，X2,u分别对查 找表L1, L2，…，Lu的输出和寄存器R 2iU+1, R2iu+2，…，R2i2u的内容进行异或，异或结果被循环左 移1次后分别存回寄存器R 2,u+1，R2,u+2，…，R2i2u; 第3步，重复第2步b-1次，完成后，寄存器R2iU+1，R2iU+2，…，心 2彦储的内容分别是校验 段P1, P2,…，pu，它们构成了部分校验向量px。4. 根据权利要求1所述的一种基于三级流水线的高速QC-LDPC编码器，其特征在于，所 述II型后向迭代电路计算部分校验向量P y的步骤如下： 第1步，输入信息段a2，…，，将它们分别存入寄存器R3i。 u+1，R3i。u+2，…，R3i t u中，输 入校验段P1, P2，…，pu，将它们分别存入寄存器R3, t u+1，R3, t u+2，…，R3, t中； 第2步，非零循环矩阵Yik对应的向量段akS p k ^被循环左移s 位后送入多输入模2 加法器A3,,中进行异或运算，异或结果p ]+u被存入寄存器R3,,中，其中，I < j < c-u，I < k〈t， O彡Sj,k〈b，当I < k < e时，Yjik对应向量段a k，当e〈k〈e+j时，Yjik对应向量段p k e; 第3步，以1为步长递增改变j的取值，重复第2步c-u-1次，最终，寄存器R3i1，R 3i2，… ，R；5,。u存储的分别是向量段P u+l，Pu+2,…，P。，它们构成了部分校验向量Py。5. -种基于三级流水线的高速QC-LDPC编码方法，QC-LDPC码的校验矩阵H是由cX t 个bXb阶循环矩阵构成的阵列，其中，c、t和b皆为正整数，t = e+c，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，A是由（C-U)Xe 个bXb阶循环矩阵构成，B是由（c-u) Xu个bXb阶循环矩阵构成，下三角矩阵T是由 (C-U) X (C-U)个bXb阶循环矩阵构成，C是由uXe个bXb阶循环矩阵构成，D是由uXu 个bXb阶循环矩阵构成，E是由uX(c-u)个bXb阶循环矩阵构成，其中，u是正整数， ? = (ET屯+D) 1是由uXu个bXb阶循环矩阵构成，? j是由? T的第j块列中所有循 环矩阵生成多项式构成的UXb阶矩阵，其中，上标T和1分别表示转置和逆，I < j < u，是由cXt个bXb阶循环矩阵Qjik构成，其中，I是单位矩阵，O是全零矩 阵，I < j < c，l < t，非零循环矩阵Q]ik相对于bXb阶单位矩阵的循环右移位数 是Sj,k，其中，O彡Sj,k〈b，Y= [A B T]是由（(：-11)\七个匕\13阶循环矩阵\15构成，其中， I < j < c-u，I < k < t，非零循环矩阵Yjik相对于b Xb阶单位矩阵的循环右移位数是s jik， 其中，O < Sj,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px，矩阵T和E则 对应余下的校验向量P y，校验向量P = (px, Py)，以b比特为一段，信息向量a被等分为e段， 艮 Pa= ae)，校验向量 p 被等分为c 段，即P= (PdP2i-^Pc)jPx= (P1, p2,…，pu)， Py= (Pu+i，Pu+2，…，P。)，向量Q被等分为c-u段，即q = (q:，q2,…，，向量X被等分为u 段，即X= [q X]= "…，…，口丄其特征在于^斤述编码方法包括 以下步骤： 第1步，使用I型后向迭代电路计算向量q和X ; 第2步，使用高密度矩阵与向量的乘法器计算部分校验向量px; 第3步，使用II型后向迭代电路计算部分校验向量py，从而得到校验向量p = (px, py)。
【专利摘要】本发明提供了一种基于三级流水线的高速QC-LDPC编码器，该编码器包括1个I型后向迭代电路、1个高密度矩阵与向量的乘法器和1个II型后向迭代电路。高密度矩阵与向量的乘法器实现高密度矩阵与向量的乘法运算，I型和II型后向迭代电路都实现后向迭代运算。整个编码过程划分为3级流水线。本发明提供的高速QC-LDPC编码器具有结构简单、成本低、吞吐量大等优点。
【IPC分类】H03M13/11
【公开号】CN105141320
【申请号】CN201510645288
【发明人】张鹏
【申请人】荣成市鼎通电子信息科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年10月3日