[发明专利]基于查找表的深空通信中准循环矩阵高速乘法器

权利要求书

1.一种基于查找表的深空通信中准循环矩阵高速乘法器，当采用近似下三角编码方法对CCSDS深空通信标准多码类QC-LDPC码进行编码时涉及向量m与准循环矩阵F的乘法运算，矩阵F分为u块行和u块列，是由u×u个b×b阶循环矩阵F_i,_j构成的阵列，f_i,j是循环矩阵F_i,j的生成多项式，u×u个f_i,j构成了生成多项式矩阵f，f第j列的所有循环矩阵生成多项式构成了f_j，其中，b、i、j和u均为非负整数，0≤i<u，0≤j<u，CCSDS深空通信标准采用了9种不同码类π的QC-LDPC码，π分别是0、1、2、3、4、5、6、7、8，对于这9种不同码类QC-LDPC码，均有u=4，9种不同码类对应的参数b分别是2048、512、128、1024、256、64、512、128、32，以连续b比特为一段，部分校验向量p被等分为u段，即p=(p₀,p₁,…,p_u-1)，向量m=(e₀,e₁,…,e_u×b-1)，以b比特为步长，向量m的等间隔比特构成了数据段z_k=(e_k,e_b+k,…,e_(u-1)×b+k)，其中，0≤k<b，其特征在于，所述乘法器包括以下部件：

乘积查找表L₀,L₁,…,L₃，分别预存所有码类生成多项式矩阵第0列f₀,第1列f₁,…,第3列f₃的所有生成多项式在二元域上的可能代数和，它们的索引均是向量m数据段z_k的u比特随机数据，输出分别是z_kf₀,z_kf₁,…,z_kf₃的b比特乘积；

b位二进制加法器A₀,A₁,…,A₃，分别对乘积查找表L₀,L₁,…,L₃的输出和移位寄存器R₀,R₁,…,R₃的内容进行模2加；

移位寄存器R₀,R₁,…,R₃，分别存储b位二进制加法器A₀,A₁,…,A₃的和被循环左移1位后的结果以及最终的校验段p₀,p₁,…,p₃。

2.根据权利要求1所述的一种基于查找表的深空通信中准循环矩阵高速乘法器，其特征在于，所述乘积查找表L₀～L₃分别存储九种码类生成多项式矩阵第0～3列f₀～f₃所有生成多项式在二元域上的可能代数和。

3.一种基于查找表的深空通信中准循环矩阵高速乘法方法，当采用近似下三角编码方法对CCSDS深空通信标准多码类QC-LDPC码进行编码时涉及向量m与准循环矩阵F的乘法运算，矩阵F分为u块行和u块列，是由u×u个b×b阶循环矩阵F_i,j构成的阵列，f_i,j是循环矩阵F_i,j的生成多项式，u×u个f_i,j构成了生成多项式矩阵f，f第j列的所有循环矩阵生成多项式构成了f_j，其中，b、i、j和u均为非负整数，0≤i<u，0≤j<u，CCSDS深空通信标准采用了9种不同码类π的QC-LDPC码，π分别是0、1、2、3、4、5、6、7、8，对于这9种不同码类QC-LDPC码，均有u=4，9种不同码类对应的参数b分别是2048、512、128、1024、256、64、512、128、32，以连续b比特为一段，部分校验向量p被等分为u段，即p=(p₀,p₁,…,p_u-1)，向量m=(e₀,e₁,…,e_u×b-1)，以b比特为步长，向量m的等间隔比特构成了数据段z_k=(e_k,e_b+k,…,e_(u-1)×b+k)，其中，0≤k<b，其特征在于，所述乘法方法包括以下步骤：

第1步，清零移位寄存器R₀,R₁,…,R₃；

第2步，u位并行输入向量m的数据段z_k，乘积查找表L₀,L₁,…,L₃根据码类π以z_k为索引分别输出z_kf₀,z_kf₁,…,z_kf₃的乘积，乘积查找表L₀,L₁,…,L₃的输出分别通过b位二进制加法器A₀,A₁,…,A₃与移位寄存器R₀,R₁,…,R₃的内容相加，b位二进制加法器A₀,A₁,…,A₃的和被循环左移1位后的结果分别存入移位寄存器R₀,R₁,…,R₃；

第3步，以1为步长递增改变k的取值，重复第2步b次，直到整个向量m输入完毕，此时，移位寄存器R₀,R₁,…,R₃存储的分别是校验段p₀,p₁,…,p₃，它们构成了部分校验向量p=(p₀,p₁,…,p₃)。