LDPC碼在COFDM通信系統(tǒng)下的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，低密度奇偶校驗(yàn)(LOW Density Parity Check LDPC)碼作為一種可以接近香農(nóng)極限性能的糾錯(cuò)碼技術(shù)，逐漸成為信道編碼理論研究的熱點(diǎn)，在無線通信、深空通信、光和磁記錄等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著下一代無線通信系統(tǒng)的研究，具有超強(qiáng)糾錯(cuò)性能的LDPC碼技術(shù)和頻譜利用率高、抗干擾能力強(qiáng)的OFDM技術(shù)，成為提高通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率的兩大關(guān)鍵技術(shù)，受到人們的廣泛關(guān)注。為此，本文研究與分析了LDPC碼的編譯碼算法，并結(jié)合OF

2、DM系統(tǒng)探討和分析了改進(jìn)型LDPC—OFDM方案，最后設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的譯碼器。
　　 基于以上思路，現(xiàn)將本文的主要工作歸納如下：
　　 (1)LDPC碼編譯碼算法的研究分析。首先闡述了線性分組碼的基本原理；其次，重點(diǎn)介紹了LDPC碼的定義、幾種重要的LDPC碼構(gòu)造和編碼算法；最后，分析了LDPC碼的基本譯碼原理和常用算法，同時(shí)重點(diǎn)研究和分析了概率域BP算法、對(duì)數(shù)域BP算法以及基于校驗(yàn)信息修正處理方式的BP—

3、Based算法、NormalizedBP—Based算法和Offset BP—Based算法，并對(duì)這五種譯碼算法的糾錯(cuò)性能和譯碼復(fù)雜度進(jìn)行比較論證，選擇適合硬件實(shí)現(xiàn)的譯碼方案。
　　 (2)LDPC碼在OFDM通信系統(tǒng)中的應(yīng)用與性能分析。首先，詳細(xì)分析了OFDM系統(tǒng)特征；其次，從理論上對(duì)自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)、自適應(yīng)比特分配、自適應(yīng)功率分配技術(shù)以及信道估計(jì)技術(shù)進(jìn)行深入研究；最后，結(jié)合LDPC碼技術(shù)，針對(duì)通用LDPC—OFDM通信系統(tǒng)缺陷

4、，提出改進(jìn)型LDPC—OFDM方案，同時(shí)仿真并分析了LDPC碼技術(shù)對(duì)該方案系統(tǒng)性能的影響。仿真結(jié)果表明，將LDPC碼應(yīng)用于該方案中可以獲得很大的性能提升，為適用于未來寬帶無線通信系統(tǒng)的LDPC—OFDM系統(tǒng)提供了一個(gè)很好的參考方案。
　　 (3)準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼譯碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)。針對(duì)傳統(tǒng)譯碼器架構(gòu)方案的缺陷，提出一種改進(jìn)型部分并行譯碼器架構(gòu)，系統(tǒng)采用自頂向下的設(shè)計(jì)方式，使用VHDL硬件描述語言進(jìn)行RTL級(jí)描述，采用Alter

5、a公司的QuartusⅡ軟件進(jìn)行綜合、布局布線，最終在CycloneⅡ EP2C70F896C6 FPGA芯片平臺(tái)上完成設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與功能和時(shí)序驗(yàn)證。同時(shí)，對(duì)于給定碼長碼型的QC—LDPC碼，本文提出了提高譯碼器吞吐率的兩種有效途徑：流水線處理和折疊算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該譯碼器具有時(shí)序控制簡單、譯碼時(shí)延小和資源利用率高的特點(diǎn)。當(dāng)?shù)螖?shù)為10次，系統(tǒng)時(shí)鐘為190.99MHz時(shí)，基于折疊算法的改進(jìn)型(1536，3，6)規(guī)則QC—LDPC碼譯碼