[发明专利]深空通信中准循环LDPC码生成多项式的并行产生装置

说明书

技术领域

本发明涉及深空数据通信领域，特别涉及一种CCSDS深空通信系统中准循环LDPC码生成多项式的并行产生装置。 

背景技术

低密度奇偶校验（Low-Density Parity-Check,LDPC）码是高效的信道编码技术之一，而准循环LDPC（Quasic-LDPC，QC-LDPC）码是一种特殊的LDPC码。 

对于QC-LDPC码的生成矩阵G，G的左半部分对应信息向量，是一个单位矩阵；G的右半部分对应校验向量，是由a×c个b×b阶循环矩阵G_i,j（0≤i<a,a≤j<t）构成的阵列，其中，c=t-a。循环矩阵的首行是其生成多项式，它完全表征了整个循环矩阵。由此可知，整个G由所有循环矩阵的生成多项式来表征。 

QC-LDPC码的通用编码方法是利用生成矩阵G进行编码，要使用所有循环矩阵的生成多项式。并行产生它们的传统方法是：预先把所有循环矩阵的生成多项式存储在查找表中，每个生成多项式对应不同的地址，查找表根据读取地址输出相应的生成多项式。 

CCSDS深空通信系统推荐了9种类型的QC-LDPC码，图1给出了不同码类π对应的各种参数，其中，d=a×c。如图1所示，方阵阶数b分为32、64、128、256、512、1024和2048七种，这意味着生成多项式的位宽不等。并行产生生成多项式的现有解决方案是上述传统方法，图2是其查找表的构成示意图。图2将所有码类的所有生成多项式机械地存储在一个查找表中，其深度是2016、位宽是2048比特，总存储容量是4,128,768比特。在图2中，斜线区域标识了浪费的空间，其余区域分为9个数据子空间，每个数据子空间的深度是d、位宽是b比特。因此，图2中的有效数据仅为d₀×b₀+d₁×b₁+d₂×b₂+d₃×b₃+d₄×b₄+d₅×b₅+d₆×b₆+d₇×b₇+d₈×b₈=96×2048+96×512+96×128+192×1024+192×256+192×64+384×512+384×128+384×32=774,144比特，利用空间仅占总容量的774144/4128768=19%。可见，由于生成多项式的位宽不等，并行产生生成多项式的现有解决方案会造成存储空间的极大浪费，增加了设备成本。 

发明内容

针对快速产生CCSDS深空通信系统不等长QC-LDPC码生成多项式的现有实现方案中存储量大的缺点，本发明提供了一种高效的并行产生方法，有效减少对存储器的需求。 

如图3所示，CCSDS深空通信系统中不等长QC-LDPC码生成多项式的并行产生装置主要由3部分组成：生成多项式查找表、地址发生器和数据移位器。整个产生过程分3步完成：第1步，地址发生器根据码类π产生起始地址β，并根据块行号i、块列号j和块行数a产生偏移量δ=(j-a)×a+i，起始地址β与偏移量δ之和β+δ即为生成多项式查找表的读取地址；第2步，生成多项式查找表根据读取地址输出相应的2048比特数据；第3步，数据移位器根据码类π对生成多项式查找表的输出进行移位，数据移位器输出的2048比特数据的高b比特为对应码类的生成多项式。上述产生过程简单，易于实现，无需乘法运算，资源消耗少。 

本发明提供的QC-LDPC码生成多项式的并行产生装置特别适合于位宽不等长的应用场合，能有效减少存储器需求，具有成本低的明显优点。 

关于本发明的优势与方法可通过下面的发明详述及附图得到进一步的了解。 

附图说明

图1汇总了CCSDS深空通信系统中9种QC-LDPC码生成矩阵的各种参数； 

图2是现有技术中生成多项式查找表的构成示意图； 

图3是CCSDS深空通信系统中QC-LDPC码生成多项式并行产生装置的功能框图； 

图4是本发明中生成多项式查找表的构成示意图； 

图5是CCSDS深空通信系统中9种QC-LDPC码对应的查找表起始地址和数据移位器左移位数。 

具体实施方式