LDPC碼研究與FPGA硬件平臺實現(xiàn).pdf

1、LDPC碼是一類具有逼近Shannon限性能的信道編碼,因其構(gòu)造簡單、譯碼復(fù)雜度與錯誤平層較低等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域,是目前信道編碼研究的熱點問題。
　　 采用理論分析、計算機仿真與硬件平臺實現(xiàn)的方法,對LDPC碼的編譯碼原理、校驗矩陣的構(gòu)造、PCM/FM再入遙測收發(fā)信機的研制進行了深入研究,所做工作包含如下幾個方面:
　　 1.考慮到基于PEG的環(huán)多項式分布與環(huán)連通度對LDPC碼性能的影響,提出一種基于PEG環(huán)多項

2、式分布的LDPC碼構(gòu)造方法。通過考慮校驗矩陣的環(huán)長分布,最短環(huán)個數(shù)與ACE分布,該方法在消除短環(huán)的同時減少了最短環(huán)個數(shù)、提高平均局部圍長并改善了環(huán)的連通度,進而改善譯碼性能。而且,為解決非結(jié)構(gòu)碼硬件實現(xiàn)的復(fù)雜度,還將該構(gòu)造方法應(yīng)用于QC-LDPC碼的構(gòu)造。仿真表明,該QC-LDPC碼性能優(yōu)于非結(jié)構(gòu)化構(gòu)造的Malay碼,且具有準循環(huán)LDPC碼便于硬件實現(xiàn)的優(yōu)勢。
　　 2.針對環(huán)長分布對LDPC碼性能的影響,提出一種基于拉丁方陣的

3、QC-LDPC碼構(gòu)造方法。該方法借鑒了Steiner三元系與拉丁方陣的性質(zhì),在消除短環(huán)的同時,還改進了原算法構(gòu)造碼字時碼率不靈活的缺點。仿真結(jié)果表明,所提方法構(gòu)造的短碼性能優(yōu)于PEG算法的短碼;在構(gòu)造中長碼時,也有與PEG相近的性能,且具有QC-LDPC碼便于硬件實現(xiàn)的優(yōu)勢。同時,將提出的LDPC碼應(yīng)用于PCM/FM再入遙測系統(tǒng),并給出性能分析。
　　 3.為提高再入遙測數(shù)據(jù)的安全性,防止第三方截獲或利用這些信息,根據(jù)再入遙測系

4、統(tǒng)對加密算法實時、高效的需求,設(shè)計一種基于密鑰后向同步的加解密技術(shù)實現(xiàn)方案。該方案使用鐘控密鑰流生成器模型,采用一次一密的加密形式。
　　 4.研究再入遙測系統(tǒng)硬件收發(fā)信機的研制現(xiàn)狀,根據(jù)再入遙測信道的特性,提出PCM/FM再入遙測系統(tǒng)硬件平臺的實現(xiàn)方案。該方案采用FPGA思想實現(xiàn),包含加解密模塊,信道編譯碼模塊,濾波器模塊,FM調(diào)制解調(diào)模塊等。本文給出了通信發(fā)送端即再入遙測中頻發(fā)射機的FPGA詳細實現(xiàn)過程,并在系統(tǒng)中測試加解密