專利名稱：基于共享存儲機(jī)制的深空通信中準(zhǔn)循環(huán)矩陣串行乘法器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信道編碼領(lǐng)域，特別涉及一種CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)多碼類QC-LDPC近似下三角編碼中的準(zhǔn)循環(huán)矩陣串行乘法器。
背景技術(shù)：
低密度奇偶校驗(yàn)(Low-Density Parity-Check, LDPC)碼是高效的信道編碼技術(shù)之一，而 QC-LDPC (Quasic-LDPC, QC-LDPC)碼是一種特殊的 LDPC 碼。QC-LDPC 碼的生成矩陣G和校驗(yàn)矩陣H都是由循環(huán)矩陣構(gòu)成的陣列，具有分段循環(huán)的特點(diǎn)，故被稱為QC-LDPC碼。循環(huán)矩陣的首行是末行循環(huán)右移I位的結(jié)果，其余各行都是其上一行循環(huán)右移I位的結(jié)果，因此，循環(huán)矩陣完全由其首行來表征。通常，循環(huán)矩陣的首行被稱為它的生成多項(xiàng)式。當(dāng)采用近似下三角編碼方法對QC-LDPC碼進(jìn)行編碼時(shí)，通過行列交換，校驗(yàn)矩陣H變換成近似下三角形狀Hau，它由6個(gè)子矩陣組成如下:
權(quán)利要求
1.一種基于共享存儲機(jī)制的深空通信中準(zhǔn)循環(huán)矩陣串行乘法器，當(dāng)采用近似下三角編碼方法對CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)多碼類QC-LDPC碼進(jìn)行編碼時(shí)涉及向量m與準(zhǔn)循環(huán)矩陣F的乘法運(yùn)算，矩陣F分為u塊行和u ±夾列，是由u X u個(gè)b X b階循環(huán)矩陣Fi, j構(gòu)成的陣列，& j是循環(huán)矩陣Fy的生成多項(xiàng)式，其中，b、1、j和u均為非負(fù)整數(shù)，O ( i〈u，0 ( j〈u，CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)采用了 9種不同碼類31的QC-LDPC碼，31分別是0、1、2、3、4、5、6、7、8，對于這9種不同碼類QC-LDPC碼，均有11=4，9種不同碼類對應(yīng)的參數(shù)13分別是2048、512、128、1024、256、64、512、128、32，向量m=(e0, e”...，W1)，以b比特為一段，部分校驗(yàn)向量P被等分為u段，即P= (Ptl, P1,…，Plri)，其特征在于，所述乘法器包括以下部件: 生成多項(xiàng)式查找表，用于存儲所有碼類準(zhǔn)循環(huán)矩陣F中循環(huán)矩陣的生成多項(xiàng)式； 延時(shí)器D，其數(shù)據(jù)比特Dtl, D1，…，D3滑動存儲向量m的4比特?cái)?shù)據(jù)； 緩沖器Btl, B1,…，B3,分別緩存準(zhǔn)循環(huán)矩陣F第O，1，…，3塊列中循環(huán)矩陣的生成多項(xiàng)式； b位二進(jìn)制乘法器M0, M1,…，M3,分別對數(shù)據(jù)比特Dtl, D1,…，D3和緩沖器Btl, B1,…，B3中的生成多項(xiàng)式進(jìn)行標(biāo)量乘； b位二進(jìn)制加法器Atl, A1,…，A3,分別對b位二進(jìn)制乘法器Mtl, M1,…，M3的乘積和移位寄存器Rtl, R1，…，R3的內(nèi)容進(jìn)行模2加； 移位寄存器Rtl, R1,…，R3,分別存儲b位二進(jìn)制加法器Atl, A1,…，A3的和被循環(huán)左移I位后的結(jié)果以及最終的校驗(yàn)段PmP1, “.，Ρ3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于共享存儲機(jī)制的深空通信中準(zhǔn)循環(huán)矩陣串行乘法器，其特征在于，所述生成多項(xiàng)式查找表存儲所有碼類準(zhǔn)循環(huán)矩陣F中的循環(huán)矩陣生成多項(xiàng)式，對于任一碼類，先依次存 儲第O塊行中第O，I,…，3塊列對應(yīng)的生成多項(xiàng)式，再依次存儲第I塊行中第O，1，…，3塊列對應(yīng)的生成多項(xiàng)式，依此類推，最后依次存儲第3塊行中第O,I,…，3塊列對應(yīng)的生成多項(xiàng)式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于共享存儲機(jī)制的深空通信中準(zhǔn)循環(huán)矩陣串行乘法器，其特征在于，所述緩沖器Btl, B1,…，B3共享生成多項(xiàng)式查找表，分時(shí)從中讀取生成多項(xiàng)式，緩沖器h根據(jù)不同的碼類π，在第iXb+j個(gè)時(shí)鐘周期到來時(shí)從生成多項(xiàng)式查找表加載準(zhǔn)循環(huán)矩陣F第i塊行、第j塊列的生成多項(xiàng)式fu，而在其它時(shí)刻保持不變。
4.一種基于共享存儲機(jī)制的深空通信中準(zhǔn)循環(huán)矩陣串行乘法方法，當(dāng)采用近似下三角編碼方法對CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)多碼類QC-LDPC碼進(jìn)行編碼時(shí)涉及向量m與準(zhǔn)循環(huán)矩陣F的乘法運(yùn)算，矩陣F分為u塊行和u塊列，是由uXu個(gè)bXb階循環(huán)矩陣Fu構(gòu)成的陣列，4 j是循環(huán)矩陣Fi,」的生成多項(xiàng)式，其中，b、1、j和u均為非負(fù)整數(shù)，O彡i〈U，O彡j〈U，CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)采用了 9種不同碼類的QC-LDPC碼，分別是0、1、2、3、4、5、6、7、8，對于這9種不同碼類QC-LDPC碼，均有u=4，9種不同碼類對應(yīng)的參數(shù)b分別是2048、512、128、1024、256、64、512、128、32，向量m=(e0，e”…，e-H)，以b比特為一段，部分校驗(yàn)向量p被等分為u段，即P= (Pci，P1,…，PuJ，其特征在于，所述乘法方法包括以下步驟: 第I步，清零延時(shí)器D和移位寄存器Rtl, R1,…，R3,根據(jù)不同的碼類η，緩沖器Bj在第iXb+j個(gè)時(shí)鐘周期到來時(shí)從生成多項(xiàng)式查找表加載準(zhǔn)循環(huán)矩陣F第i塊行、第j塊列的生成多項(xiàng)式fu，而在其它時(shí)刻保持不變； 第2步，當(dāng)?shù)趉個(gè)時(shí)鐘周期到來時(shí)，延時(shí)器D輸入比特ek，緩沖器Btl, B1,…，B3中的生成多項(xiàng)式分別通過b位二進(jìn)制乘法器Mtl, M1,…，M3與延時(shí)器D中的數(shù)據(jù)比特Dtl, D1,…，D3進(jìn)行標(biāo)量乘，b位二進(jìn)制乘法器M0，M1,…，M3的乘積分別通過b位二進(jìn)制加法器A0, A1,…，A3與移位寄存器R。，R1,…，R3的內(nèi)容相加，b位二進(jìn)制加法器Atl, A1,…，A3的和被循環(huán)左移I位后的結(jié)果分別存入移位寄存器Rtl, R1,…，R3，其中，O ( k<uXb ； 第3步，以I為步長遞增改變k的取值，重復(fù)第2步uXb次，直到整個(gè)向量m輸入完畢； 第4步，當(dāng)時(shí)鐘周期到來時(shí)，延時(shí)器D輸入填充比特O，緩沖器Btl, B1,…，B3中的生成多項(xiàng)式分別通過b位二進(jìn)制乘法器Mtl, M1,…，M3與延時(shí)器D中的數(shù)據(jù)比特Dtl, D1,…，D3進(jìn)行標(biāo)量乘，b位二進(jìn)制乘法器Mtl, M1,…，M3的乘積分別通過b位二進(jìn)制加法器A0, A1,…，A3與移位寄存器R。，R1,…，R3的內(nèi)容相加，b位二進(jìn)制加法器Atl, A1,…，A3的和被循環(huán)左移I位后的結(jié)果分別存入移位寄存器Rtl, R1,…，R3; 第5步，重復(fù)第4步4次，直到4個(gè)填充比特O輸入完畢，此時(shí)，移位寄存器Rtl, R1,…，R3存儲的分別是校驗(yàn)段PmP1,…，P3，它們構(gòu)成了部分校驗(yàn)向量P=(Po，P1, *.., P3)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于共享存儲機(jī)制的深空通信中準(zhǔn)循環(huán)矩陣串行乘法器，用于實(shí)現(xiàn)CCSDS深空通信標(biāo)準(zhǔn)多碼類QC-LDPC近似下三角編碼中向量m與準(zhǔn)循環(huán)矩陣F的乘法運(yùn)算，該乘法器包括一個(gè)預(yù)先存儲所有碼類矩陣F中循環(huán)矩陣生成多項(xiàng)式的生成多項(xiàng)式查找表、一個(gè)滑動存儲向量m數(shù)據(jù)比特的四位延時(shí)器、四個(gè)緩存生成多項(xiàng)式的2048位緩沖器、四個(gè)對向量m數(shù)據(jù)比特和生成多項(xiàng)式進(jìn)行標(biāo)量乘的2048位二進(jìn)制乘法器、四個(gè)對乘積和移位寄存器內(nèi)容進(jìn)行模2加的2048位二進(jìn)制加法器、四個(gè)存儲被循環(huán)左移1位的和的2048位移位寄存器。本發(fā)明提供的準(zhǔn)循環(huán)矩陣串行乘法器兼容所有碼類，具有功耗小、結(jié)構(gòu)簡單、存儲器消耗少、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H03M13/11GK103236854SQ20131013671
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者張鵬, 劉志文, 張燕 申請人:榮成市鼎通電子信息科技有限公司