LDPC碼譯碼算法研究和FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、低密度奇偶校驗(yàn)碼(Low Density Parity Cheek codes，LDPC碼)具有優(yōu)良的糾錯(cuò)能力，并且譯碼算法的復(fù)雜度較低，目前LDPC碼已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于通信領(lǐng)域?？臻g數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)(Consultative Committee for Space DataSystems，CCSDS)繼2007年9月以實(shí)驗(yàn)規(guī)范的形式提出了應(yīng)用于近地通信的LDPC碼的建議之后，在2011年8月進(jìn)一步發(fā)布了采用LDPC碼信道編碼方案的C

2、CSDS131.0-B-2推薦性標(biāo)準(zhǔn)。
　　 CCSDS標(biāo)準(zhǔn)中提出的(8176，7154)LDPC碼碼長(zhǎng)較長(zhǎng)，需要消耗大量的硬件資源，譯碼實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較高。為了解決這些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)符合CCSDS標(biāo)準(zhǔn)的具有較高譯碼吞吐量，較低譯碼復(fù)雜度的LDPC碼譯碼器，本文主要做了以下幾點(diǎn)工作。
　　 1.研究了適用于CCSDS標(biāo)準(zhǔn)中(8176，7154)LDPC碼的歸一化因子，得到了一個(gè)性能較優(yōu)、硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的歸一化因子。由于歸一化因子的

3、取值對(duì)于歸一化最小和譯碼算法的譯碼性能有著很大的影響，本文在深入研究LDPC碼譯碼算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)所選碼型，仿真研究了不同歸一化因子條件下歸一化最小和譯碼算法的譯碼性能。綜合仿真結(jié)果和硬件實(shí)現(xiàn)，得出了一個(gè)適用于所選碼字的較優(yōu)歸一化因子。
　　 2.研究了LDPC碼譯碼器設(shè)計(jì)方案中的四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):譯碼算法、最大迭代次數(shù)、量化方案和硬件結(jié)構(gòu)，提出了LDPC碼譯碼器的設(shè)計(jì)方案。本文針對(duì)所選碼型，通過(guò)仿真比較了不同譯碼算法、不同最大迭代

4、次數(shù)、不同量化方案的譯碼性能，分析比較了不同硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)下譯碼器的預(yù)期吞吐量，最后綜合考慮仿真結(jié)果和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，提出了本文中LDPC碼譯碼器的設(shè)計(jì)方案。
　　 3.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了譯碼器的各個(gè)功能模塊，包括信號(hào)接收模塊、存儲(chǔ)控制模塊及其他存儲(chǔ)模塊、校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理模塊、變量節(jié)點(diǎn)處理模塊、迭代控制模塊和譯碼輸出模塊。最終在QuartusⅡ10.0SP1和ModelSim-Altera6.5e仿真環(huán)境下對(duì)本文設(shè)計(jì)的譯碼器進(jìn)行仿真測(cè)試，測(cè)試結(jié)