本文關鍵詞：基于LDPC碼自適應譯碼器設計與實現(xiàn)

  更多相關文章： QC-LDPC 歸一化最小和譯碼算法 GDBF譯碼算法 自適應編碼調制

【摘要】：在頻帶資源日益短缺的現(xiàn)代,如何在保證可靠性的前提下盡量提高系統(tǒng)有效性是通信領域的研究課題之一。為保證可靠性,通常采用信道編碼技術,低密度奇偶校驗碼(LDPC碼)具有極強的糾錯能力和較低的誤碼平層,是目前備受關注的信道編碼方案;為提高有效性,自適應技術根據(jù)信道狀態(tài)的優(yōu)劣,動態(tài)調整發(fā)射參數(shù),能夠有效提高系統(tǒng)頻帶利用率�；谧赃m應LDPC碼的通信系統(tǒng)能夠在保證通信質量的前提下有效利用頻帶資源,具有較高的研究價值。本文首先介紹了LDPC碼的基本理論,校驗矩陣構造,并對準循環(huán)LDPC(QC-LDPC)碼的矩陣特性與編碼算法進行了分析。深入研究了LDPC碼譯碼算法的硬判決譯碼算法與軟判決譯碼算法原理,對多種譯碼算法的計算復雜度與硬件實現(xiàn)復雜度進行了全面比較分析,通過仿真對比各譯碼算法糾錯性能,綜合考慮譯碼性能與復雜度,將GDBF譯碼算法與歸一化最小和譯碼算法作為硬件實現(xiàn)對象。針對GDBF算法的譯碼流程進行改進,簡化多比特反轉譯碼模式轉為單比特譯碼模式時對目標函數(shù)進行計算的步驟,使該算法更適合硬件實現(xiàn)。其次對LDPC譯碼器自適應參數(shù):調制階數(shù),碼長碼率與最大迭代次數(shù)進行仿真,分析其對譯碼器糾錯性能的影響,并基于SNR的門限判別法,參考信噪比-誤碼率仿真結果確定譯碼器在不同信道狀態(tài)對應自適應方案。對譯碼算法的歸一化系數(shù)與初始信息量化方案等硬件實現(xiàn)所需系數(shù)進行仿真分析,確定譯碼器硬件實現(xiàn)的方案。最后結合QC-LDPC碼校驗矩陣結構化特點,針對自適應可配置譯碼器設計需求,采用部分并行架構實現(xiàn)基于歸一化最小和譯碼算法與改進GDBF譯碼算法的LDPC碼自適應譯碼器。譯碼器可根據(jù)校驗矩陣H,按照自適應方案靈活配置碼長碼率,調整最大迭代譯碼次數(shù)。對譯碼器進行整體設計的基礎上,劃分各模塊功能,完成了支持12種可配置方式的LDPC碼譯碼器代碼編寫,通過功能仿真驗證。最后利用硬件平臺terasic DE3完成了譯碼器的板級測試。歸一化最小和譯碼算法平均吞吐率可達400Mbps以上,改進GDBF譯碼算法的LDPC碼自適應譯碼器平均吞吐率可達1Gbps以上,硬件資源消耗相對較低。
【關鍵詞】：QC-LDPC 歸一化最小和譯碼算法 GDBF譯碼算法 自適應編碼調制
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.22
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 縮略詞表14-15
• 第一章 引言15-20
• 1.1 信道編碼15-16
• 1.2 LDPC碼概述及研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 自適應技術17-18
• 1.4 論文主要研究內容18-20
• 1.4.1 主要任務18
• 1.4.2 研究目標18
• 1.4.3 研究方法18-19
• 1.4.4 章節(jié)安排19-20
• 第二章 LDPC碼基本原理與自適應技術20-28
• 2.1 線性分組碼20-21
• 2.2 LDCP碼定義21-22
• 2.3 QC-LDPC概述與編碼算法22-24
• 2.3.1 QC-LDPC概述22-23
• 2.3.2 QC-LDPC編碼算法23-24
• 2.4 自適應技術關鍵技術分析24-27
• 2.4.1 自適應編碼調制技術24-25
• 2.4.2 二階矩-四階矩估計算法信噪比估計算法25-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第三章 LDPC譯碼原理及算法仿真28-61
• 3.1 硬判決譯碼算法基本原理28-34
• 3.1.1 比特反轉（BF）譯碼算法28-29
• 3.1.2 比特反轉譯碼算法的改進算法29-30
• 3.1.3 梯度下降比特反轉（GDBF）譯碼算法30-33
• 3.1.4 GDBF譯碼算法改進33-34
• 3.2 軟判決譯碼算法基本原理34-43
• 3.2.1 消息傳遞算法34
• 3.2.2 BP譯碼算法原理34-37
• 3.2.3 LDPC碼迭代概率譯碼算法37-38
• 3.2.4 和積譯碼算法38-40
• 3.2.5 最小和譯碼算法40-42
• 3.2.6 歸一化最小和譯碼算法42-43
• 3.3 系統(tǒng)仿真分析43-57
• 3.3.1 仿真系統(tǒng)整體設計43-44
• 3.3.2 LDPC算法譯碼性能仿真44-48
• 3.3.3 自適應LDPC碼譯碼器參數(shù)分析48-51
• 3.3.4 歸一化因子的確定51
• 3.3.5 量化方案的確定51-57
• 3.4 自適應LDPC譯碼器方案設計57-60
• 3.4.1 自適應LDPC譯碼器模式確定57-59
• 3.4.2 自適應編碼調制系統(tǒng)的反饋機制59-60
• 3.5 本章小結60-61
• 第四章 自適應LDPC碼譯碼器FPGA實現(xiàn)61-85
• 4.1 自適應譯碼器硬件結構整體設計61-68
• 4.1.1 LDPC碼譯碼流程61-62
• 4.1.2 譯碼器硬件結構分析62-64
• 4.1.3 自適應譯碼器硬件設計方案確定64-66
• 4.1.4 譯碼器整體設計66-68
• 4.2 歸一化最小和譯碼算法自適應譯碼器模塊設計68-80
• 4.2.1 數(shù)據(jù)輸入模塊68-70
• 4.2.2 控制模塊70-72
• 4.2.3 校驗節(jié)點處理單元72-75
• 4.2.4 變量節(jié)點計算模塊75-76
• 4.2.5 CNU_RAM模塊與VNU_RAM模塊76-78
• 4.2.6 校驗模塊與輸出模塊78-80
• 4.3 簡化GDBF譯碼算法自適應譯碼器設計模塊設計80-82
• 4.3.1 GDBF譯碼器整體設計80-81
• 4.3.2 控制模塊81-82
• 4.4 功能仿真82-84
• 4.4.1 LDPC譯碼器功能仿真83-84
• 4.4.2 LDPC譯碼器吞吐率分析84
• 4.5 本章小結84-85
• 第五章 LDPC譯碼器的綜合與驗證85-94
• 5.1 LDPC碼譯碼器測試平臺的建立85-87
• 5.1.1 MATLAB串.控制85
• 5.1.2 譯碼器接.電路設計85-87
• 5.2 硬件平臺簡介87-90
• 5.3 LDPC碼譯碼器時序分析90
• 5.4 LDPC碼譯碼器板級驗證90-93
• 5.4.1 LDPC碼譯碼器驗證流程90-91
• 5.4.2 自適應LDPC碼譯碼器板級實測結果91-93
• 5.5 本章小結93-94
• 第六章 總結與展望94-95
• 致謝95-96
• 參考文獻96-99
• 在學期間取得的與學位論文相關的研究成果99-100

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張仲明;許拔;楊軍;張爾揚;;800Mbps準循環(huán)LDPC碼譯碼器的FPGA實現(xiàn)[J];信號處理;2010年02期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李博;基于速率兼容LDPC碼的自適應編碼調制技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

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本文編號：729725