【摘要】：分組碼和卷積碼是兩種廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代通信系統(tǒng)的信道編碼方式,其中線性分組碼是許多編碼方案的基礎(chǔ)。作為典型的線性分組碼,LDPC(Low Density Parity Check code,低密度奇偶校驗(yàn)碼)是一種性能逼近Shannon限的優(yōu)秀糾錯編/譯碼方案,具有極強(qiáng)的糾錯和檢錯能力。同時,基于LDPC的編/譯碼器能夠?qū)崿F(xiàn)高吞吐率,在工程實(shí)踐中有很高的應(yīng)用價值,因而始終是業(yè)界研究熱點(diǎn)之一。論文結(jié)合實(shí)際工程需求,研究了線性分組碼及IEEE 802.16e協(xié)議中QC-LDPC(Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check)的編/譯碼原理,并引入雙向圖表示法。在對現(xiàn)有主流的多種LDPC譯碼算法進(jìn)行研究分析后,搭建了包含編碼、加噪、量化及譯碼功能在內(nèi)的LDPC仿真系統(tǒng),通過大量仿真對比了各種算法的性能指標(biāo),最終選擇歸一化最小和譯碼算法作為實(shí)現(xiàn)方案。論文在利用仿真系統(tǒng)確定譯碼器各個參數(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上,基于Xilinx Kintex-7開發(fā)板對譯碼器進(jìn)行了FPGA硬件實(shí)現(xiàn)。整個譯碼器內(nèi)核包含校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理模塊、變量節(jié)點(diǎn)處理模塊及緩沖模塊等,為了提高時鐘利用率采用優(yōu)化譯碼算法的方式,以兩幀碼字為單位輸入,再按校驗(yàn)矩陣行來分塊的部分并行結(jié)構(gòu)同時更新96個校驗(yàn)節(jié)點(diǎn),并且在各模塊之間完全流水的結(jié)構(gòu),通過預(yù)設(shè)RAM讀寫地址等方式大大減少了譯碼拍數(shù)。采用各層之間相對移位的方式減少資源消耗,并且在譯碼器內(nèi)核模塊前后各加入一個數(shù)據(jù)緩存模塊以保證輸入輸出數(shù)據(jù)的連續(xù)性。仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,論文設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)的LDPC譯碼器工作時鐘頻率在固定迭代次數(shù)為8次的情況下可以達(dá)到250MHz,吞吐率達(dá)750Mbps,能夠在獲得較好譯碼性能的同時將占用的硬件資源控制在合理的范圍內(nèi),滿足項(xiàng)目要求。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN911.22
【圖文】：

THc 。向量時，表示譯碼成功，以該值作為最后譯碼結(jié)果果正確或者當(dāng) t 達(dá)到最初設(shè)定最大值時，結(jié)束譯碼，算法雖然概率域和積譯碼算法相較于對數(shù)域和積譯碼算現(xiàn)，但同時也引入了正切函數(shù)計(jì)算，為了進(jìn)一步簡34]。對數(shù)域和積譯碼算法步驟 3 改為如下公式所可知， f ( x )的曲線圖如圖 3-2 所示，由圖中可知所以有 ' ' '' ''1 1 1\min minjn n ni j i j i ji ii R i f f f 10

' '' '' '''' '''''1 11\ \1 1 11\\1 1\\1\12 tanh tanh212 tanh log log tanh2j jjjjjjn n njii j i ji R i i R in ni j i ji R ii R in ni j i ji R ii R ini ji R iL rf f ''' '''11 1\minminjni jin ni j i jii R if f （最小和譯碼算法與和概率域和積譯碼算法校驗(yàn)信息取值對比，近似處理的最小和譯碼算法中校驗(yàn)信息與概率域和積譯碼算本一致，但取值偏大，存在一定誤差。4最小和譯碼算法和積譯碼算法

（3-20）圖3-4為歸一化系數(shù) =0.8時歸一化最小和譯碼算法與概率域和積譯碼算法校驗(yàn)信息取值對比圖，對比圖 3-3 與圖 3-4 可知，相比于最小和譯碼算法，引入歸一化因子后，歸一化最小和譯碼算法的校驗(yàn)信息與概率域和積譯碼算法的校驗(yàn)信息近似程度更高，從一定程度上修正了近似處理帶來的算法誤差。0 5 10 15 20 25 30 35 40-4-3-2-101234xuiju=0.8歸一化最小和譯碼算法和積譯碼算法圖 3-4 概率域和積譯碼算法與歸一化最小和譯碼算法校驗(yàn)信息對比圖3.3 系統(tǒng)仿真分析在硬件實(shí)現(xiàn)之前需要用計(jì)算機(jī)仿真工具對預(yù)先設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行仿真分析，通過分析影響系統(tǒng)性能主要因素的仿真結(jié)果，來確定系統(tǒng)參數(shù)。包括不同調(diào)制方式，不同譯碼算法，不同迭代次數(shù)，不同歸一化因子等誤碼率分析。由于本文采用IEEE802.16e 協(xié)議中的 QC-LDPC 編碼方式

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10 孫士潔;杜興民;姜占賓;;一種LDPC碼實(shí)時編碼器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];電視技術(shù);2006年08期

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3 王鵬;王單;童勝;王新梅;;一種消除小環(huán)的正則LDPC碼的構(gòu)造方法[A];現(xiàn)代通信理論與信號處理進(jìn)展——2003年通信理論與信號處理年會論文集[C];2003年

4 李孟響;戚金清;王兢;李雙;;碼率可變的LDPC碼編碼器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];第九屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集Ⅰ[C];2011年

5 詹亞鋒;殷柳國;陸建華;;LDPC碼技術(shù)及其在深空探測中的應(yīng)用[A];中國宇航學(xué)會深空探測技術(shù)專業(yè)委員會第一屆學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

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7 陳曦;周亮;;一種新的信道估計(jì)方法及其在LDPC碼中的應(yīng)用[A];2005'中國通信學(xué)會無線及移動通信委員會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

8 賀玉成;慕建君;王新梅;;LDPC碼的距離特性與不可檢錯誤分析[A];開創(chuàng)新世紀(jì)的通信技術(shù)——第七屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2001年

9 王靜怡;李穎;孫岳;;速率兼容網(wǎng)絡(luò)LDPC碼的設(shè)計(jì)[A];第十七屆全國青年通信學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

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