Qc-ldpc码的编码方法及编码装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及QC-LDPC码的编码方法及编码装置。
【背景技术】
[0002] 准循环低密度奇偶校验码（QC-LDPC)码的生成矩阵G(矩阵G的大小为kl Xnl) 可表不为：
[0004] 其中，I和0分别是1阶的单位矩阵和零矩阵（1为正整数），W11,是1阶循环子矩 阵（1彡i彡k，1彡j彡m)，k = n-m。Wiij中的元素取值可为1或0。
[0005] 在对信息向量进行QC-LDPC编码后，得到的码字向量c可表示为c = [m|p]。其 中，m为信息向量,p为校验向量。m可等分为k个信息段,每个信息段长Ibit (比特），即m =[111(1)111(2)"*11100]。？可等分为1]1个校验段，每个校验段长113；[1:，即？=|^(1)口(2) …p(m)]〇
[0006] 码字向量c可由下式得到：
[0008] 也即，得到的码字向量中，前kXl比特是信息向量，后mXl比特是校验向量。并 且，由上述公式可知，校验向量P可表示为：
[0011] 在上述编码过程中包含了大量的信息段与循环子矩阵的相乘运算，计算量很大。
【发明内容】
[0012] 有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供循环右移和相加运算来实现相乘的 QC-LDPC码的编码方法及编码装置，以有效减少计算量。
[0013] 为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
[0014] 根据本发明实施例的第一方面，提供一种QC-LDPC码的编码方法，用于对信息向 量进行编码，得到码字向量，所述码字向量包含所述信息向量和校验向量；所述信息向量等 分为k个信息段；所述信息向量中的第i个信息段表示为m(i) ;1 < i < k ;所述校验向量 等分为m个校验段；所述校验向量中的第j个校验段表示为p (j)，l < j ;所述p (j)中 m (DWiij的编码过程包括：
[0015] 接收输入的所述m(i)，所述Wli j为与所述m(i)对应的循环子矩阵；
[0016] 依据所述W1, ,对应的行移位向量，对所述m(i)分别进行X1,,次循环右移，每一次循 环右移对应一个循环右移结果；所述W li,对应的行移位向量表示为Kli 所述Kli,包含所述 Wu的第一行行向量中、取值为1的元素的位置索引；所述Xu为所述Ki^包含的位置索引 的数目；
[0017] 对所述Xli,个循环右移结果的进行累加，所述Xli,个循环右移结果的累加结果为 所述mQ)^ ;
[0018] 其中，所述Xli j次循环右移中的第a次循环右移包括：
[0019] 将所述m(i)循环右移M立，所述1C'1为所述Ku中第a个位置索引； I =? a ^ Xij j〇
[0020] 结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述Wli j对应的行移位向量记录在移 位表中，或者，所述Wi^对应的行移位向量由记录在移位表中的、所述W i^对应的行零位向 量计算得到；所述W1^对应的行零位向量包含所述Wu的第一行行向量中、取值为0的元素 的位置索引，或者，所述W li,对应的行移位向量由记录在移位表中的、所述Wli,对应的列移 位向量计算得到，所述W li,对应的列移位向量包含所述Wli,的第一列列向量中、取值为1的 元素的位置索引，或者，所述Wu对应的行移位向量可由所述移位表中的、所述Wu对应的 列零位向量计算得到，所述W 11,对应的列零位向量包含所述W11,的第一列列向量中、取值为 0的元素的位置索引。
[0021] 结合第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述Wli j对应 的列移位向量表示为Jii所述Ki^可通过如下公式计算得出：Ki^ = (I-Umodl，所述1为 Wli j行向量或列向量的长度。
[0022] 根据本发明实施例的第二方面，提供一种QC-LDPC码的编码器，用于对信息向量 进行编码，得到码字向量，所述码字向量包含所述信息向量和校验向量；所述信息向量等分 为k个信息段；所述信息向量中的第i个信息段表示为m(i) ;1 < i < k ;所述校验向量等 分为m个校验段；所述校验向量中的第j个校验段表示为p(j)，I < j < m ;
[0023] 所述编码器包括：
[0024] m个校验段编码单元，其中，第j个校验段编码单元用于对信息向量进行编码，得 到所述P(j);
[0025] 所述第j个校验段编码单元包括输入模块、循环右移模块和累加模块，在对所述 P(j)中πια)%」的编码过程中：
[0026] 所述输入模块用于，接收输入的所述m(i)，所述为与所述m(i)对应的循环子 矩阵；
[0027] 所述循环右移模块用于，依据所述W1,,对应的行移位向量，对所述m(i)分别进行 X^j次循环右移，每一次循环右移对应一个循环右移结果；所述Wu对应的行移位向量表TK 为Ki^ ;所述Ki^包含所述Wu的第一行行向量中、取值为1的元素的位置索弓丨；所述Xu为 所述ku包含的位置索引的数目；
[0028] 所述累加模块用于，对所述 ' ,个循环右移结果的进行累加，所述Xli,个循环右移 结果的累加结果为所述m(i)Wli ];
[0029] 其中，所述Xli j次循环右移中的第a次循环右移包括：
[0030] 将所述m(i)循环右移1〇 M立，所述1C'1为所述Kli,中第a个位置索引； I =? a ^ Xij j〇
[0031] 结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，还包括：移位表存储单兀，用于存储 移位表；所述W i^对应的行移位向量记录在所述移位表中，或者，所述Wi^对应的行移位向 量由所述移位表中的、所述I,对应的行零位向量计算得到；所述W 1^对应的行零位向量包 含所述Wli,的第一行行向量中、取值为0的元素的位置索引，或者，所述W li,对应的行移位向 量由所述移位表中的、所述W1^对应的列移位向量计算得到，所述W 1^对应的列移位向量包 含所述Wu的第一列列向量中、取值为1的元素的位置索引，或者,所述Wu对应的行移位向 量可由所述移位表中的、所述W ii 对应的列零位向量计算得到，所述Wii 对应的列零位向量 包含所述Wu的第一列列向量中、取值为0的元素的位置索引。
[0032] 根据本发明实施例的第三方面，提供一种QC-LDPC码的编码器，用于对信息向量 进行编码，得到码字向量，所述码字向量包含所述信息向量和校验向量；所述信息向量等分 为k个信息段；所述信息向量中的第i个信息段表示为m(i) ;1 < i < k ;所述校验向量等 分为m个校验段；所述校验向量中的第j个校验段表示为p(j)，I < j < m ;
[0033] 所述编码器包括：
[0034] k个串行连接的信息向量寄存器；
[0035] m个校验段编码电路，所述m个校验段编码电路中的第j个校验段编码电路用于对 信息向量进行编码，得到所述P(j);
[0036] 任一校验段编码电路包括依次连接的循环右移寄存器、加法器和校验段寄存器； 所述循环右移寄存器还与所述k个信息向量寄存器中的第1个信息向量寄存器相连接；
[0037] 至少分别与所述k个信息向量寄存器和循环右移寄存器相连接的控制器；
[0038] 所述第j个校验段编码电路中的第1个信息向量寄存器用于，响应于所述控制器 的控制，向第2个信息向量寄存器输出所存储的数据，以及存储输入的m(i);所述m(i)为 信息向量中的第i个信息段，所述信息向量等分为k个信息段；所述i初始为1，并在所述 控制器的控制下逐1累加，直至i = k ;
[0039] 所述第j个校验段编码电路中的第Q个信息向量寄存器用于，响应于所述控制器 的控制，向第Q+1个信息向量寄存器输出所存储的数据，以及存储第Q-I个信息向量寄存器 输入的数据；2彡Q彡k-Ι ;
[0040] 所述第j个校验段编码电路中的循环右移寄存器用于，响应于所述控制器的控 制，将所述m(i)循环右移IC'M立，并输出所述m(i)循环右移IC'M立得到的循环右移结果； 所述1C' ]为Kli,中的第a个位置索引；所述Kli,为Wli,对应的行移位向量，所述K li,包含所 述W1^的第一行行向量中、取值为1的元素的位置索引；所述Wu为在生成p(j)的编码过 程中与所述m(i)对应的循环子矩阵；所述ku包含的位置索引的数目为\ 所述a初始 为1，并在所述控制器的控制下逐1累加，直至a = ' 所述m(i)循环右移IO M立得到的 循环右移结果表示为mi,上标r表示循环右移；
[0041] 所述第j个校验段编码电路中的加法器用于，将所述循环右移寄存器输出的 与所述j个校验段编码电路中的校验段寄存器中存储的数据相加，并将相加结 果存回所述校验段寄存器；在将相加结果存回所述校验段寄存器后，所述校验段寄存器中 存储的数据为
[0042] 根据本发明实施例的第四方面，提供一种QC-LDPC码的编码器，用于对信息向量 进行编码，得到码字向量，所述码字向量包含所述信息向量和校验向量；所述信息向量等分 为k个信息段；所述信息向量中的第i个信息段表示为m(i) ;1 < i < k ;所述校验向量等 分为m个校验段；所述校验向量中的第j个校验段表示为p(j)，I < j < m ;
[0043] 所述编码器包括：
[0044] k个串行连接的信息向量寄存器；
[0045] m个校验段编码电路，所述m个校验段编码电路中的第j个校验段编码电路用于对 信息向量进行编码，得到所述P(j);
[0046] 任一校验段编码电路包括依次连接的循环右移寄存器、加法器和校验段寄存器； 所述循环右移寄存器还与所述k个信息向量寄存器中的第1个信息向量寄存器相连接；
[0047] 至少分别与所述k个信息向量寄存器和校验段编码电路中各器件相连接的控制 器；
[0048] 所述控制器配合协调所述k个信息向量寄存器和校验段编码电路中各器件完成 如下操作：
[0049] 接收输入的所述m(i)，所述Wli j为与所述m(i)对应的循环子矩阵；
[0050] 依据所述W1,,对应的行移位向量，对所述m (i)分别进行X1,,次循环右移，每一次循 环右移对应一个循环右移结果；所述W11,对应的行移位向量表示为K 11 所述K11,包含所述 Wu的第一行行向量中、取值为1的元素的位置索引；所述Xu为所述Ki^包含的位置索引 的数目；
[0051] 对所述 ' ,个循环右移结果的进行累加，所述\ ,个循环右移结果的累加结果为 所述mQ)^ ;
[0052] 其中，所述Xli j次循环右移中的第a次循环右移包括：
[0053] 将所述m(i)循环右移M立，所述V'1为所述Ku中第a个位置索引； I =? a ^ Xij j〇
[0054] 根据本发明实施例的第五方面，提供一种QC-LDPC码的编码方法，用于对信息向 量进行编码，得到码字向量，所述码字向量包含所述信息向量和校验向量；所述信息向量等 分为k个信息段，每一信息段长度为I ;所述信息向量中的第i个信息段表示为m(i);所述 信息向量中的第i-Ι个信息段表示为m(i-l) ;1 < i < k ;所述校验向量等分为m个校验段； 所述校验向量中的第j个校验段表示为P (j)，I < j < m ;所述p (j)的编码过程包括：
[0055] 接收输入的所述m(i)，所述m(i)对应的循环子矩阵表示为Wli j ;
[0056] 依据差分移位向量中所述W1, ,对应的差分移位子向量，对所述m(i)进行X1,,次累 加循环右移操作；
[0057] 所述差分移位向量包含循环子矩阵Wu ]至\ ,对应的差分移位子向量，其中的Wu 对应的差分移位子向量表示为fu，所述Xu为所述所包含的差分移位元素的总数；所 述4 i中的第b个差分移位元素表示为; I < b < Xli j ;
[0058] 所述Xli j次累加循环右移操作中的第b次累加循环右移操作包括：
[0059] 将所述m(i)与上一次累加循环右移操作的操作结果相加，得到相加结果；
[0060] 对所述相加结果循环右移/；,位，得到循环右移结果，所述循环右移结果为本次累 加循环右移操作的操作结果；
[0061] 其中，当b = 1并且i = 1时，所述上一次累加循环右移操作的操作结果为0 ;当 b = 1并且i古1时，所述上一次累加循环右移操作的操作结果为对所述m(i-l)进行的最 后一次累加循环右移操作的操作结果。
[0062] 结合第五方面，在第一种可能的实现方式中，所述差分移位向量表示为& ;所述& 包含的差分移位元素的数目为y ;所述f,由行移位总向量计算得到；所述行移位总向量包 含循环子矩阵Wli j至\,对应的行移位向量，其中，Wli j对应的行移位向量包含所述Wlij的 第一行行向量中、取值为1的元素的位置索引；所述I,对应的行移位向量包含的位置索引 的数目为X iij。
[0063] 结合第五方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述 f,的第e个差分移位元素表示为广；1彡e彡y ;所述行移位总向量中的第e个移 位元素表示为,第e+Ι个移位元素表示为所述f,通过如下公式计算得到：
所述fI中的、/;丨;至/;》'分别对应所述f,中的/y
[0064] 根据本发明实施例的第六方面，提供一种QC-LDPC码的编码器，用于对信息向量 进行编码，得到码字向量，所述码字向量包含所述信息向量和校验向量；所述信息向量等分 为k个信息段；所述信息向量中的第i个信息段表示为m(i);所述信息向量中的第i-Ι个 信息段表示为m(i-l) ;1 < i < k ;所述校验向量等分为m个校验段；所述校验向量中的第 j个校验段表示为P (j)，1 < j < m ;
[0065] 所述编码器包括：
[0066] m个校验段编码单元，其中，第j个校验段编码单元用于对信息向量进行编码，得 到所述P(j);
[0067] 所述第j个校验段编码单元包括输入子单元和累加右移子单元；
[0068] 所述输入子单元用于，接收输入的所述m(i)，所述m(i)对应的循环子矩阵表示为 W,.,；
[0069] 所述累加右移子单元用于，依据差分移位向量中所述W1, ,对应的差分移位子向 量，对所述m(i)进行\ ,次累加循环右移操作；所述差分移位向量包含循环子矩阵W1^ 至Wkij对应的差分移位子向量，其中的Wii」对应的差分移位子向量表TK为4」，所述X ii」为 所述所包含的差分移位元素的总数；所述中的第b个差分移位元素表示为.$ ; I :? b ^ Xi j ；
[0070] 其中，所述Xli j次累加循环右移操作中的第b次累加循环右移操作包括：
[0071] 将所述m(i)与上一次累加循环右移操作的操作结果相加，得到相加结果；
[0072] 对所述相加结果循环右移位，得到循环右移结果，所述循环右移结果为本次累 加循环右移操作的操作结果；
[0073] 其中，当b = 1并且i = 1时，所述上一次累加循环右移操作的操作结果为0 ;当 b = 1并且i古1时，所述上一次累加循环右移操作的操作结果为对所述m(i-l)进行的最 后一次累加循环右移操作的操作结果。
[0074] 根据本发明实施例的第七方面，提供一种QC-LDPC码的编码器，用于对信息向量 进行编码，得到码字向量，所述码字向量包含所述信息向量和校验向量；所述信息向量等分 为k个信息段；所述信息向量中的第i个信息段表示为m(i) ;1 < i < k ;所述校验向量等 分为m个校验段；所述校验向量中的第j个校验段表示为p (j);
[0075] 所述编码器包括：
[0076] k个串行连接的信息向量寄存器；
[0077] m个校验段编码电路，所述m个校验段编码电路中的第j个校验段编码电路用于对 信息向量进行编码，得到所述P(j);
[0078] 任一校验段编码电路包括依次连接的加法器和循环右移校验段寄存器；所述加法 器还与所述k个信息向量寄存器中的第1个信息向量寄存器相连接；
[0079] 分