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LDPC码译码器的FPGA实现研究

刘腾宇  
【摘要】: LDPC码以其接近Shannon极限的优异性能在编码界引起了轰动,成为研究的热点。随着研究的不断深入和技术的发展,目前,LDPC码已经被多个通信系统定为信道编码方案,并被应用到第二代数字视频广播卫星(DVB-S2)通信系统中。由于LDPC码译码过程中所涉及的数据量庞大,译码时序控制复杂,如何实现LDPC码译码器成为了人们研究的重点。 论文以基于FPGA实现LDPC码译码器为研究目标,主要对译码算法选择、译码数据量化、定点数据表示方式、译码算法关键运算单元的FPGA设计和译码的时序控制进行了深入研究。首先分析了LDPC码的基本译码原理和常用译码算法。然后重点分析了BP算法、Log-BP算法、最小和算法和归一化最小和算法,并对四种译码算法的纠错性能和译码复杂度进行比较论证,选出适合硬件实现的译码方案。结合通信系统,对译码算法进行仿真分析,确定了译码算法的各个参数值和译码量化方案。 在系统仿真分析论证的基础之上,以归一化最小和译码算法为理论方案,利用硬件描述语言编写译码功能模块,并基于FPGA实现了固定译码长度的LDPC码译码器,利用MATLAB和Modelsim分别对译码器进行了功能验证和时序验证,最后模拟通信系统完成了译码器的硬件测试。


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