[發明專利]基于查找表的深空通信中LDPC串行編碼器和編碼方法

無效

• 申請號: 201210374709.9
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102857324A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 張鵬;蔡超時;楊霏
• 申請（專利權）人: 蘇州威士達信息科技有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種適合于CCSDS深空通信系統采用的9種QC-LDPC碼的串行編碼器，QC-LDPC碼的生成矩陣G是由a×t個b×b階循環矩陣G_i，j構成的陣列，其中，a、t和b皆為正整數，t=a+c，1≤i≤a，1≤j≤t，3種不同碼率η分別是1/2、2/3、4/5，7種方陣階數b分別是32、64、128、256、512、1024、2048，9種有效組合(η,b)分別是(4/5,32)、(2/3,64)、(1/2,128)、(4/5,128)、(2/3,256)、(1/2,512)、(4/5,512)、(2/3,1024)和(1/2,2048)，對于這9種QC-LDPC碼，均有c=12，3種不同碼率對應的參數a分別是8、16、32，3種不同碼率對應的參數t分別是20、28、44，生成矩陣G對應碼字v=(s,p)，G的前a塊列對應的是信息向量s=(e₀,e₁,…,e_ab-1)，后c塊列對應的是校驗向量p，以b比特為一段，信息向量s被等分為a段，即s=(s₁,s₂,…,s_a)，校驗向量p被等分為c段，即p=(p₁,p₂,…,p_c)，其特征在于，所述編碼器包括以下部件：

寄存器R₁～R_t，寄存器R₁～R_a用于緩存信息向量s=(s₁,s₂,…,s_a)，寄存器R_a+1～R_t用于計算和存儲校驗向量p=(p₁,p₂,…,p_c)；

索引編碼器，形成查找表的索引τ，以簡化查找表的使用，其中，0≤τ≤168；

查找表，根據索引τ輸出某一組合(η,b)對應的QC-LDPC碼生成矩陣的第ρ塊行、第a+1~t塊列中所有循環矩陣的首行，其中，1≤ρ≤a；

b位二輸入異或門A₁～A_c，將查找表的第1~c個b位輸出值分別累加到寄存器R_a+1～R_t中。

2.如權利要求1所述的串行編碼器，其特征在于，所述索引編碼器的輸出τ取決于信息比特、碼率η、方陣階數b和生成矩陣G的塊行號ρ四個輸入：如果當前輸入的信息比特是0，那么τ=0；否則，根據碼率η、方陣階數b和塊行號ρ計算τ，當(η,b)=(1/2,2048)、(2/3,1024)、(4/5,512)、(1/2,512)、(2/3,256)、(4/5,128)、(1/2,128)、(2/3,64)和(4/5,32)時，τ分別等于ρ、8+ρ、24+ρ、56+ρ、64+ρ、80+ρ、112+ρ、120+ρ和136+ρ。

3.如權利要求1所述的串行編碼器，其特征在于，所述查找表根據索引τ進行輸出：如果τ=0，那么查找表輸出全零；如果1≤τ≤8，那么查找表輸出(η,b)=(1/2,2048)的生成矩陣第τ塊行、第a+1~t塊列中所有循環矩陣的首行；如果9≤τ≤24，那么查找表輸出(η,b)=(2/3,1024)的生成矩陣第τ-8塊行、第a+1~t塊列中所有循環矩陣的首行；如果25≤τ≤56，那么查找表輸出(η,b)=(4/5,512)的生成矩陣第τ-24塊行、第a+1~t塊列中所有循環矩陣的首行；如果57≤τ≤64，那么查找表輸出(η,b)=(1/2,512)的生成矩陣第τ-56塊行、第a+1~t塊列中所有循環矩陣的首行；如果65≤τ≤80，那么查找表輸出(η,b)=(2/3,256)的生成矩陣第τ-64塊行、第a+1~t塊列中所有循環矩陣的首行；如果81≤τ≤112，那么查找表輸出(η,b)=(4/5,128)的生成矩陣第τ-80塊行、第a+1~t塊列中所有循環矩陣的首行；如果113≤τ≤120，那么查找表輸出(η,b)=(1/2,128)的生成矩陣第τ-112塊行、第a+1~t塊列中所有循環矩陣的首行；如果121≤τ≤136，那么查找表輸出(η,b)=(2/3,64)的生成矩陣第τ-120塊行、第a+1~t塊列中所有循環矩陣的首行；否則，查找表輸出(η,b)=(4/5,32)的生成矩陣第τ-136塊行、第a+1~t塊列中所有循環矩陣的首行。

4.一種適合于CCSDS深空通信系統采用的9種QC-LDPC碼的串行編碼方法，QC-LDPC碼的生成矩陣G是由a×t個b×b階循環矩陣G_i，j構成的陣列，其中，a、t和b皆為正整數，t=a+c，1≤i≤a，1≤j≤t，3種不同碼率η分別是1/2、2/3、4/5，7種方陣階數b分別是32、64、128、256、512、1024、2048，9種有效組合(η,b)分別是(4/5,32)、(2/3,64)、(1/2,128)、(4/5,128)、(2/3,256)、(1/2,512)、(4/5,512)、(2/3,1024)和(1/2,2048)，對于這9種QC-LDPC碼，均有c=12，3種不同碼率對應的參數a分別是8、16、32，3種不同碼率對應的參數t分別是20、28、44，生成矩陣G對應碼字v=(s,p)，G的前a塊列對應的是信息向量s=(e₀,e₁,…,e_ab-1)，后c塊列對應的是校驗向量p，以b比特為一段，信息向量s被等分為a段，即s=(s₁,s₂,…,s_a)，校驗向量p被等分為c段，即p=(p₁,p₂,…,p_c)，其特征在于，所述編碼方法包括以下步驟：

第1步，清零寄存器R_a+1～R_t；

第2步，輸入信息比特e_k，寄存器R₁～R_a串行左移1次，緩沖信息向量s，為索引編碼器配置恰當的碼率η和方陣階數b，塊行號控制端輸入ρ=[k/b]+1，查找表根據索引τ選擇輸出，b位二輸入異或門A_l將查找表的第l個b位輸出端與寄存器R_a+l串行循環左移1次的結果相加，和存回寄存器R_a+l，其中，0≤k<ab，1≤l≤c，符號[k/b]表示不大于k/b的最大整數；

第3步，以1為步長遞增改變k的取值，重復第2步ab次，直到整個信息向量s輸入完畢，此時，寄存器R₁～R_a存儲的是信息向量s=(s₁,s₂,…,s_a)，寄存器R_a+1～R_t存儲的是校驗向量p=(p₁,p₂,…,p_c)；

第4步，并行輸出碼字v=(s,p)。