基于LDPC碼自適應譯碼器設計與實現(xiàn).pdf

1、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(diào)整發(fā)射參數(shù)，能夠有效提高系統(tǒng)頻帶利用率。基于自適應LDPC碼的通信系統(tǒng)能夠在保證通信質(zhì)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LD

2、PC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(zhuǎn)譯碼模式轉(zhuǎn)為單比特譯碼模式時對目標函數(shù)進

3、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(diào)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

4、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(diào)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