[发明专利]DTMB中的全对角线准循环矩阵乘法器

说明书

技术领域

本发明涉及信道编码领域，特别涉及一种DTMB标准中QC-LDPC码的全对角线准循环矩阵乘法器。

背景技术

低密度奇偶校验(Low-DensityParity-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。QC-LDPC码的生成矩阵G和校验矩阵H都是由循环矩阵构成的阵列，具有分块循环的特点，故被称为准循环LDPC码。循环矩阵的首行是末行循环右移1位的结果，其余各行都是其上一行循环右移1位的结果，因此，循环矩阵完全由其首行来表征。通常，循环矩阵的首行被称为它的生成多项式。

循环矩阵的行重和列重相同，记作w。如果w＝0，那么该循环矩阵是全零矩阵。如果w＝1，那么该循环矩阵是可置换的，称为置换矩阵，它可通过对单位矩阵I循环右移若干位得到。QC-LDPC码的校验矩阵H是由c×t个b×b阶循环矩阵H_i,j(1≤i≤c,1≤j≤t,t＝e+c)构成的如下阵列：

通常，H中的所有循环矩阵要么是全零矩阵(w＝0)要么是置换矩阵(w＝1)。H的连续b行和b列分别被称为块行和块列。由式(1)可知，H有c块行和t块列。

H的前e块列对应的是信息向量a，后c块列对应的是校验向量p。码字v＝(a,p)。以b比特为一段，信息向量a被等分为e段，即a＝(a₁,a₂,…,a_e)；校验向量p被等分为c段，即p＝(p₁,p₂,…,p_c)。

将H的前e块列和后c块列构成的矩阵分别记作E和C，则式(1)变为

H＝[EC](2)

既然QC-LDPC码是一种特殊的线性分组码，那么它满足

Hv^T＝0(3)

其中，上标^T表示向量(或矩阵)的转置。将式(2)和v＝(a,p)代入式(3)，整理可得

p^T＝C^-1Ea^T(4)

其中，上标^–1表示矩阵的逆。

由式(4)可知，当利用H对QC-LDPC码进行编码时，需要先计算向量m^T＝Ea^T，再计算向量p^T＝C^-1m^T。以b比特为一段，向量m被等分为c段，即m＝(m₁,m₂,…,m_c)。作为H的一部分，E也是准循环矩阵，计算m需要使用准循环矩阵乘法器。

对于一般的QC-LDPC码，准循环矩阵乘法器主要由ROM、桶形移位器和累加器组成。计算m所需的时钟周期数等于E中置换矩阵的个数β。ROM存储每个置换矩阵相对I的循环右移位数及其所在的块行号和块列号，需要β([log₂b]+[log₂e]+[log₂c])比特的存储器，其中，符号[x]表示不小于x的最小整数。

DTMB是中国数字电视地面广播标准的英文简称，英文全称是DigitalTelevisionTerrestrialMultimediaBroadcasting。DTMB标准采用了3种不同码率的QC-LDPC码。对于这3种QC-LDPC码，均有t＝59和b＝127。图1给出了不同码率η下的参数e、c和β。

对于3种不同码率，DTMB标准中QC-LDPC码的现有准循环矩阵乘法器所需的计算时间分别是166、227和261个时钟周期。3种码率共需12426比特ROM。

发明内容

DTMB标准采用的QC-LDPC码的校验矩阵具有全对角线结构，本发明针对该QC-LDPC码提供了一种高效的准循环矩阵乘法器。