[发明专利]一种LDPC编码方法及LDPC编码器

说明书

本发明公开了一种LDPC编码方法及LDPC编码器，所述方法包括：步骤1)从生成矩阵G获取I行J列b阶循环矩阵Bsubgt;i,j/subgt;，1≤i≤I,1≤j≤J；步骤2)将编码信息比特向量u分成I段长度为b比特的信息比特向量Asubgt;1/subgt;,…Asubgt;I/subgt;，并对每个信息比特向量Asubgt;1/subgt;,…Asubgt;I/subgt;均进行补0处理，扩展为Esubgt;1/subgt;,…Esubgt;I/subgt;；步骤3)根据编码并行度M，将Esubgt;i/subgt;分割为M个等长的子向量步骤4)将循环矩阵Bsubgt;i,j/subgt;分割为M个子循环矩阵步骤5)计算Csubgt;j/subgt;为长度为b的校验比特向量段；最终得到校验比特向量C＝(Csubgt;1/subgt;,Csubgt;2/subgt;,…Csubgt;J/subgt;)。本发明的LDPC编码方法具有低复杂度、编码并行度可配置、编码速率高的优点，在对资源、功耗、编码速率要求苛刻的卫星高速数传系统中具有较高应用价值。

技术领域

本发明涉及卫星高速数传、信道编码技术领域，特别涉及一种LDPC编码方法及LDPC编码器。

背景技术

随着卫星观测载荷精度的不断提高和卫星应用技术的飞速发展，星地数据传输需求快速增长，如何在星上硬件资源、带宽、功率受限的情况下实现高速数据传输，是卫星通信领域的研究热点。中国卫星数传系统星上功率受限，地面接收站主要集中在境内，传输时间窗口小，仰角变化范围大，信道环境复杂，因此对使用性能优异、低实现复杂度、高速的星载信道编码技术有强烈的应用需求。

低密度奇偶校验(Low Density Parity Check，LDPC)码由GALLAGER于1962年在其博士论文中提出，是一种纠错性能逼近Shannon理论极限的信道编码技术，具有译码速度快、误码平层低、硬件实现相对简单、易于并行设计等优势。针对航天通信应用，国际空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee for Space Data Systems,CCSDS)制定了《131.0-B-2遥测同步及信道编码》标准，规定了近地卫星通信应用和深空通信应用的两套LDPC码字。近地卫星通信部分采用了编码效率为7/8的准循环(8176,7154)LDPC码，该LDPC码生成矩阵具有准循环的特点。

CCSDS标准中的LDPC码是一种QC-LDPC码，其生成矩阵G是由I×L个b×b阶的循环矩阵构成的阵列(L＝I+J)，编码可以采用移位寄存器累加单元(Shift-Register-Adder-Accumulator，SRAA)实现。通过对输入数据进行处理和拆分循环矩阵，可以实现并行编码，但已有编码方案只支持单一的并行度，并行度过高，则会占用大量资源，并行度过低，则不能满足卫星高速数传需求。如果编码的并行度为M，则需要J×M个SRAA个单元，一个SRAA单元通常包括一个用于存储异或运算结果的b比特寄存器、一个用于产生和存储循环子矩阵行向量的b比特循环移位寄存器、b个二输入与门和b个二输入异或门，资源消耗多，功耗高。综上所述，设计一种低复杂度可配置的LDPC编码方案具有重大工程意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有LDPC编码结构中复杂度过高、编码并行度单一的问题，从而提供一种低实现复杂度、并行度可配置的高速的LDPC编码器设计与实现方案。

为实现上述目的，本发明提出了一种LDPC编码方法，所述方法包括：

步骤1)从生成矩阵G获取I行J列b阶循环矩阵B_i,j，1≤i≤I,1≤j≤J；

步骤2)将编码信息比特向量u分成I段长度为b比特的信息比特向量A₁,…A_I，并对每个信息比特向量A₁,…A_I均进行补0处理，扩展为E₁,…E_I；

步骤3)根据编码并行度M，将E_i分割为M个等长的子向量