专利名称：基于查找表的qc-ldpc串行编码器和编码方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及ー种通信系统中QC-LDPC码编码器的串行实现方法。
背景技术：
由于在传输信道中存在的各种失真和噪声会对发送信号产生干扰，接收端不可避免地会出现数字信号产生误码的情況。为了降低误码率，需要采用信道编码技木。低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check, LDPC)码以其逼近Shannon限的优异性能成为信道编码领域的研究热点。准循环LDPC码(Quasic-LDPC，QC-LDPC)码是ー种特殊的LDPC码,其编码可采用移位寄存器加累加器(Shift-Register-Adder-Accumulator ，SRAA)加以实现。SRAA法是利用生成矩阵G进行编码。QC-LDPC码的生成矩阵G是由aXt个bXb阶循环矩阵Gi^ (I彡i彡a, I彡j彡t)构成的阵列,t=a+c。与信息向量对应的一部分生成矩阵是単位矩阵，与校验向量对应的其余部分生成矩阵是高密度矩阵。串行SRAA法完成一次编码需要ab+t个时钟周期,需要(c+t)b个寄存器、cb个ニ输入与门和cb个ニ输入异或门。此外，还需要acb比特ROM存储循环矩阵的首行。当采用硬件实现低速编码时，串行SRAA法需要较多的存储器和寄存器，势必会造成设备成本高，功耗大。
发明内容
针对QC-LDPC码低速编码的现有实现方案中存在的资源需求量大缺点，本发明提供了一种基于查找表的串行编码方法，能在保持编码速度不变的前提下，減少资源需求。如图I所示，QC-LDPC码的串行编码器主要由3种功能模块组成寄存器、查找表和b位ニ输入异或门。整个编码过程分4步完成第I步，清零寄存器Ra+1 Rt ;第2歩，输入信息比特ek (O ^ k〈ab)，寄存器R1 Ra串行左移I次，缓冲信息向量S，查找表的块行号控制端输入P=[k/b]+l (符号[k/b]表示不大于k/b的最大整数)，查找表根据P和ek的数值选择输出，b位ニ输入异或门A1 (I ^ I ^ c)将查找表的第I个b位输出端与寄存器Ra+1串行循环左移I次的结果相加，和存回寄存器Ra+1 ;第3步，以I为步长递增改变k的取值，重复第2步ab次，直到整个信息向量s输入完毕;第4步，并行输出码字V= (S，P)。本发明提供的QC-LDPC串行编码器，能在保持编码速度不变的前提下有效减少资源需求，从而达到降低硬件成本和功耗的目的。关于本发明的优点与精神可通过接下来的发明详述及附图得到进ー步的了解。
图I是QC-LDPC码的串行编码器整体结构；图2给出了查找表的输出与信息比特的数值和生成矩阵G的块行号P之间的关系；
图3比较了传统的串行SRAA法与本发明的资源消耗。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进ー步说明，但不作为对本发明的限定。QC-LDPC码是ー类特殊的LDPC码，它的生成矩阵G和校验矩阵H都是由循环矩阵构成的阵列，具有分段循环特点，故被称为准循环LDPC码。从行的角度看，循环矩阵的每一行都是上一行(首行是末行)循环右移一位的结果；从列的角度看，循环矩阵的每一列都是前一列(首列是末列)循环下移一位的結果。循环矩阵的行向量构成的集合与列向量构成的集合完全相同，因此，循环矩阵完全可由它的首行或首列来表征。QC-LDPC码的生成矩阵G是由aXt个bXb阶循环矩阵Gi, j (I彡i彡a, I彡j彡t)构成的阵列
权利要求
1.一种QC-LDPC码的串行编码器，QC-LDPC码的生成矩阵G是由aXt个bXb阶循环矩阵Gi.j构成的阵列，其中，a、t、b是正整数，c=t-a, I彡i彡a, I彡j彡t,生成矩阵G对应码字v=(s, p), G的前a块列对应的是信息向量S=Gtl, e1；…，e^),后c块列对应的是校验向量P，以b比特为一段,信息向量s被等分为a段,即S=G1, S2,…，sa),校验向量P被等分为c段，即P= (Pl，P2,…，P。)，其特征在于，所述编码器包括以下部件 寄存器R1 Rt，寄存器R1 Ra用于缓存信息向量S= (Sl, S2,-, sa)，寄存器Ra+1 Rt用于计算和存储校验向量P= (P1, Pb…，Pc); 查找表，根据信息比特的数值和生成矩阵G的块行号输出生成矩阵的第P块行中后c块列中所有循环矩阵的首行，其中，I < P^a; b位二输入异或门A1 A。，将查找表的c个b位输出值分别累加到寄存器Ra+1 Rt中。
2.如权利要求I所述的串行编码器，其特征在于，所述查找表受控于信息比特的数值和生成矩阵G的块行号P :如果当前输入的信息比特是O，那么查找表输出全零；否则，查找表的c个b位输出端分别输出生成矩阵第P块行中后c块列的循环矩阵的首行。
3.一种QC-LDPC码的串行编码方法，QC-LDPC码的生成矩阵G是由aXt个bXb阶循环矩阵Gy构成的阵列,其中，a、t、b是正整数，c=t-a, I彡i彡a, I彡j彡t,生成矩阵G对应码字V= (S，P)，G的前a块列对应的是信息向量S=Gtl, θ!,…，eaH)，后c块列对应的是校验向量P，以b比特为一段,信息向量s被等分为a段,即S=G1, S2,…，sa),校验向量P被等分为c段，即P= (Pl，P2,…，P。)，其特征在于，所述编码方法包括以下步骤 第I步，清零寄存器Ra+1 Rt; 第2步，输入信息比特ek，寄存器R1 Ra串行左移I次，缓冲信息向量S，查找表的块行号控制端输入P，查找表根据P和ek的数值选择输出，b位二输入异或门A1将查找表的第I个b位输出端与寄存器Ra+1串行循环左移I次的结果相加，和存回寄存器Ra+1，其中，O ( k〈ab, I ^ I ^ c,符号[k/b]表示不大于k/b的最大整数； 第3步，以I为步长递增改变k的取值，重复第2步ab次，直到整个信息向量s输入完毕，此时，寄存器R1 Ra存储的是信息向量S= (Sl, S2, -,Sa)，寄存器Ra+1 Rt存储的是校验向量P=CP1, P2,…，Pc)； 第4步,并行输出码字V= (S，P)。
全文摘要
基于查找表的QC-LDPC串行编码器和编码方法。本发明涉及一种解决QC-LDPC码串行编码的方案，其特征在于，所述的QC-LDPC串行编码器主要由寄存器、查找表和b位二输入异或门三部分组成。本发明提供的QC-LDPC串行编码器，能在保持编码速度不变的条件下有效减少资源需求，具有控制简单、资源消耗少、功耗小、成本低等优点。
文档编号H03M13/11GK102843148SQ20121037443
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者蔡超时, 张鹏, 陈晋伦 申请人:苏州威士达信息科技有限公司