第五代移動(dòng)通信體系（5G）是當(dāng)前的研究熱點(diǎn),著力解決數(shù)據(jù)的超高速,超可靠,低時(shí)延傳輸問(wèn)題。這些問(wèn)題對(duì)于無(wú)線通信物理層核心模塊信道編碼,提出了更高的要求。隨著5G標(biāo)準(zhǔn)化工作的推進(jìn),3GPP確定將LDPC碼和極化碼（Polar Code）分別作為eMBB場(chǎng)景的數(shù)據(jù)傳輸和控制信息傳輸?shù)男诺谰幋a方式,從而使信道編碼迎來(lái)了新一輪討論熱潮。在5G LDPC編碼方面,本文重點(diǎn)研究了簡(jiǎn)化的近似下三角矩陣編碼算法,并基于該算法研究了基于DSP的QC-LDPC編碼器初步方案。本文利用5G標(biāo)準(zhǔn)下校驗(yàn)矩陣H的特殊結(jié)構(gòu)以及子矩陣循環(huán)移位系數(shù)取值的特殊性對(duì)近似下三角矩陣編碼算法中校驗(yàn)位的計(jì)算進(jìn)行了化簡(jiǎn),舍去矩陣求逆運(yùn)算,直接利用簡(jiǎn)單的線性數(shù)學(xué)運(yùn)算即可計(jì)算出校驗(yàn)位。利用該算法設(shè)計(jì)的LDPC編碼器,核心模塊只有循環(huán)移位寄存器,相對(duì)于基于一般近似下三角矩陣的編碼算法,降低了編碼實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度,提高了編碼效率,同時(shí)減少了硬件資源消耗。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,由于5G中LDPC編碼方式復(fù)雜,參數(shù)定義多,為了使LDPC碼驗(yàn)證簡(jiǎn)單,便于后續(xù)的工作,我們用MATLAB實(shí)現(xiàn)5G中長(zhǎng)碼的LDPC編碼過(guò)程,并設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的用戶界面。極化碼源起于信道... 

【文章來(lái)源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

信道信道:4→4，轉(zhuǎn)移概率寫為：

第三章5G中LDPC編碼硬件實(shí)現(xiàn)方案與用戶交互界面26則有{11=1+2+3+412=1+((1+2+3+4)1)13=2+1+((1+2+3+4)1)14=4+((1+2+3+4)1)(3.13)由以上公式可知，可以不用對(duì)區(qū)域進(jìn)行求逆運(yùn)算，在進(jìn)行矩陣相乘，而是可以直接通過(guò)×計(jì)算結(jié)果1，2，3，4求出校驗(yàn)位11，12，13，14，也就是1。這樣簡(jiǎn)化了編碼算法。同理，用這種簡(jiǎn)化的近似下三角矩陣編碼算法在硬件上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，編碼器的核心部分也就是計(jì)算部分只需構(gòu)造出形如×結(jié)構(gòu)的計(jì)算模塊即可，編碼實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單并且可以實(shí)行并行操作，編碼快速。3.3.1編碼器總體框架由上述編碼方案可知，計(jì)算模塊形如×，分別用來(lái)計(jì)算A×、C×和D×1，接下來(lái)對(duì)基圖1和基圖2所需的計(jì)算模塊的數(shù)目分別進(jìn)行分析。首先是基圖1，校驗(yàn)矩陣的基矩陣有以下矩陣形式：圖3.5BG#1基矩陣基圖1給定的是大小為46×68的基矩陣，，，，，0，各部分大小如圖所示，需要進(jìn)行如下所示計(jì)算操作：[]4×22[s]22×1=[]4×1(3.14)[][1]=[]42×26[1]26×1=[2]42×1(3.15)5G標(biāo)準(zhǔn)下采用準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼，由于準(zhǔn)循環(huán)的特性，在編碼時(shí)，可以進(jìn)行并行運(yùn)算，在設(shè)計(jì)計(jì)算模塊時(shí)，可以同時(shí)并行處理行計(jì)算，完成或者2的一個(gè)長(zhǎng)度為的碼塊。由上圖可知，，總共有46行，也就是有46段值，所以在選擇基圖1的情況下需要46個(gè)計(jì)算模塊。基圖2的校驗(yàn)矩陣基矩陣如下所示：

安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文27圖3.6BG#2基矩陣基圖2中校驗(yàn)矩陣基矩陣大小為42×52，，，，，0，各部分大小如圖所示，計(jì)算公式如下所示：[]4×10[s]10×1=[]4×1(3.16)[][1]=[]38×14[1]14×1=[2]38×1(3.17)，總共有42行，也就是有42段值，所以在選擇基圖2的情況下需要42個(gè)計(jì)算模塊。綜上所述，為了通用兩種基矩陣，計(jì)算模塊設(shè)為46個(gè)。編碼器總體框架如下圖所示：串轉(zhuǎn)并模塊A循環(huán)移位系數(shù)ROM存儲(chǔ)塊C+D循環(huán)移位系數(shù)ROM存儲(chǔ)塊控制模塊模塊1模塊2模塊3模塊4模塊5模塊46P1計(jì)算模塊計(jì)算模塊編碼結(jié)果輸出模塊輸入信息位SP1P2...S圖3.7LDPC編碼器總體結(jié)構(gòu)編碼器總體結(jié)構(gòu)由計(jì)算模塊，存儲(chǔ)模塊，計(jì)算模塊，輸出模塊，控制模塊，起始信息位串轉(zhuǎn)并模塊這五大塊組成。計(jì)算模塊分為46個(gè)×形式計(jì)算模塊和1計(jì)算模塊。存儲(chǔ)模塊分別存儲(chǔ)區(qū)域和，區(qū)域的循環(huán)移位系數(shù)，輸出模塊將信息位，校驗(yàn)位進(jìn)行整合輸出，得到碼字。控制模塊用來(lái)控制其他各個(gè)模塊的準(zhǔn)確運(yùn)行。


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