i，A2,2,…，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S tk，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： 柳45] 第1步，输入信息段日1，日2,…，日6,将它们分别存入寄存器Rz,。。…Rz,。…，…，Rz,tU中，输入校验段Pl,P2,…，Pu,将它们分别存入寄存器R2,tw，R2,…2,…，R2,冲；
[0046] 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Pke被循环左移S，,k 位后送入多输入模2加法器A2,,中进行异或运算，异或结果P，+。被存入寄存器R2,，中，其中， 1《j《C-U, 1《k<t，0《s.j,k<b，当1《k《e时，Y.j,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;
[0047] 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2,1，1?2,2,…，R2,cU存储的分别是向量段PU+1，Pu+2,…，Pc,它们构成了部分校验向量Py。
[0048] 本发明提供了一种基于二级流水线的高速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： W例第1步，使用I型后向迭代电路计算向量q和X，从而求出部分校验向量Py= X ;
[0050] 第2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)。
[0051] 图5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。
[0052] 从图5不难看出，流水线充满时，整个编码过程共需t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。 阳05引通信系统中QC-LDPC编码器的现有解决方案需要eXcXb比特ROM,而本发明无需 ROM。
[0054] 综上可见，与传统的串行SRAA法相比，本发明具有编码速度快、无需存储器等优 点。 阳化5]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. 一种基于二级流水线的高速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 UbXub阶单位矩阵，其中，上标T和1分别表示转置和逆，是由cXt个bXb 阶循环矩阵QKk构成，其中，I是单位矩阵，〇是全零矩阵，1 < j <c，1 < k < 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sjik，其中，O彡sjik〈b，Y=[A B T]是 由（c-u)Xt个bXb阶循环矩阵Yjik构成，其中，I < j <c-u，I <k<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sjik，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py，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,…，pj，px= (p p2,…，pu)，py= (pu+1,pu+2,…，pj，向量q被等分 为C-U段，即 q = Q1, q2,…，qc_u)，向量X被等分为U段，即X= (qc_u+1，qc_u+2,…，qc)，[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,…，A1,c组成，用于计算向量q和X，从而求出部分校验向量p x= X ; II型后向迭代电路，由t个b比特寄存器R2i1，R2i2，…，R 2it和c-u个多输入模2加法器 A2il, A2,2,…，A2,。。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所述的一种基于二级流水线的高速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 O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Rlii，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所述的一种基于二级流水线的高速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R2i。u+1，R2i。u+2，…，R2i t u中，输 入校验段P1, P2，…，pu，将它们分别存入寄存器R2, t u+1，R2, t u+2，…，R2, 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Av]中进行异或运算，异或结果p ]+u被存入寄存器R2,,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R2i1，R 2i2，… ，R2,。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。4. 一种基于二级流水线的高速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，? = (EfB+D) 1是ubXub阶单位矩阵，其中，上标T和1分别表示转置和逆，是由 cXt个bXb阶循环矩阵Qui构成，其中，I是单位矩阵，O是全零矩阵，I < j < c，I < k彡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s ]ik，其中，O < s]ik〈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，O < 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，从而求出部分校验向量px= X ; 第2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二级流水线的高速QC-LDPC编码器，该编码器包括1个I型后向迭代电路和1个II型后向迭代电路。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2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】CN105141321
【申请号】CN201510645307
【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