[發明專利]一種基于準循環生成矩陣的碼率兼容LDPC編碼器

在審

• 申請號: 202010826183.8
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112039535A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 袁瑞佳;謝天嬌;張建華;鄭小松;王娜
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 高志瑞

本發明公開了一種基于準循環生成矩陣的碼率兼容LDPC編碼器，包括：選擇信號產生模塊、移位首向量存儲器模塊和校驗計算模塊；其中，選擇信號產生模塊根據編碼器輸入的編碼類型、虛擬填充長度和縮短長度得到當前的塊內計數值、分塊計數值、路由選擇信號和校驗選擇輸出信號；移位首向量存儲器模塊根據編碼類型和分塊計數值得到當前碼率下的移位首向量；校驗計算模塊將移位首向量存儲器模塊輸入的移位首向量和當前編碼器輸入的信息位相乘，并與上一級移位寄存器的輸出值加和后送入本級移位寄存器。本發明解決了衛星通信中在硬件資源有限的條件下實現多種不同LDPC編碼的難題，給出了一種復雜度低、可兼容多種LDPC碼的高效編碼器實現方法。

技術領域

本發明屬于LDPC碼編碼器技術領域，尤其涉及一種基于準循環生成矩陣的碼率兼容LDPC編碼器。

背景技術

低密度奇偶校驗(LDPC)碼由于具有可逼近容量極限的糾錯性能、內在的自交織特性、可高度并行的譯碼算法和復雜度較低的譯碼器實現結構，在移動通信、光纖通信、磁記錄設備和衛星通信等領域獲得了廣泛應用。

LDPC碼的編碼方法分為兩大類，一是利用校驗矩陣的特殊結構，如雙對角結構等，直接根據校驗矩陣進行編碼；二是將校驗矩陣變換為具有準循環結構的生成矩陣，再利用生成矩陣計算校驗位。在衛星通信領域，使用準循環生成矩陣進行編碼的一類LDPC碼被廣泛使用，由國際空間數據系統咨詢委員會(CCSDS)制定的近地和深空標準均使用了該類LDPC碼，其中近地標準使用了7/8碼率的LDPC碼，深空標準則使用了1/2、2/3、4/5三種碼率的基于原模圖構造的LDPC碼。

針對該類LDPC碼CCSDS組織提出了一種基于循環移位寄存器的高效編碼器實現結構，如圖1所示，這種編碼器使用循環移位寄存器高效地實現了生成矩陣的準循環移位及編碼累加計算，校驗位的輸出可共用移位電路，使得編碼器的資源使用量極低，并且電路可達的時鐘工作頻率很高。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種基于準循環生成矩陣的碼率兼容LDPC編碼器，在硬件資源增加較少的情況下實現了多種不同的LDPC編碼，解決了衛星通信中在硬件資源有限的條件下實現多種不同LDPC編碼的難題，給出了一種復雜度低、可兼容多種LDPC碼的高效編碼器實現方法。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：一種基于準循環生成矩陣的碼率兼容LDPC編碼器，包括：選擇信號產生模塊、移位首向量存儲器模塊和校驗計算模塊；其中，所述選擇信號產生模塊，根據編碼器輸入的編碼類型(Code_type)、虛擬填充長度(Filled_len)和縮短長度(Shorten_len),計算產生當前的塊內計數值(Cnt_cycle)、分塊計數值(Cnt_block)、各移位寄存器的路由選擇信號(Sel_shift)和校驗選擇輸出信號(Sel_out)；所述移位首向量存儲器模塊，根據編碼器輸入的編碼類型(Code_type)和選擇信號產生模塊送來的分塊計數值(Cnt_block)，計算當前碼率下的移位首向量(Shift_vector)，送入校驗計算模塊的進行校驗位的計算；所述校驗計算模塊，將移位首向量存儲器模塊輸入的移位首向量(Shift_vector)和當前編碼器輸入的信息位(Input_message)相乘，并與上一級移位寄存器的輸出值加和后送入本級移位寄存器，其中，上一級移位寄存器的位置可能隨著碼率和當前的分塊計數不同而不同，由選擇信號產生模塊輸入的路由選擇信號(Sel_shift)進行選擇。