QC-LDPC码设计和分层译码器的FPGA实现

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aptxkid2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
LDPC码自上世纪90年代被重新认识以来,由于其接近香农极限的纠错能力,适合快速译码的优点得到人们的广泛关注,成为信道编码领域新的研究热点,并成为下一代移动通信的宠儿。如今,LDPC码已经广泛应用于DVB-S2、CMMB以及Wi-Fi等通信系统。伴随着LDPC码研究的发展,LDPC码的硬件实现也得到了快速发展。早期采用的串行结构和全并行结构都有其明显的缺点。随着QC-LDPC码的提出,充分利用QC-LDPC准循环特性的部分并行结构也随之提出。利用准循环特性,部分并行结构在译码速度和硬件资源消耗之间进行了很好的平衡,使之更适于硬件的实现和推广。随着研究的进一步发展,LDPC码的译码算法也基于原来的TPMP类算法提出了TDMP算法,同时提出了适合TDMP算法的分层译码结构。分层译码结构加快了译码算法的收敛速度,同时减小了算法的复杂程度,既提高了译码速度,又降低了硬件资源消耗。但分层译码结构要求LDPC码的每一个分层的列权重不大于1,而CMMB等部分标准的LDPC码不满足这一要求。如何使得分层译码结构更广泛的应用于各种LDPC码结构并硬件实现是本文的研究重点。本文首先介绍了LDPC码的基本原理,并为QC-LDPC码的快速编码器硬件实现,提出了一种随机构成QC-LDPC校检矩阵的方法。然后对LDPC码的几种软判决译码方法的译码性能和复杂性进行了分析和软件仿真。选择归一化最小和算法为本文硬件实现的译码算法。通过软件仿真确定归一化最小和算法的修正因子α=0.8,运算数据采用6比特量化。再后对几种译码结构进行了分析,在分层译码结构的基础上进行了改进,将分层译码结构推广到不可分层LDPC码。并应用这种结构设计了针对3/4码率,8192码长(3,6)规则不可分层QC-LDPC码译码器的硬件结构。最后利用Verilog硬件语言实现硬件编程。用Quartus Ⅱ软件,选用Altera公司Strtix Ⅳ系列的EP4SGX180HF35C2器件实现了译码器的布局布线、综合优化。用ModelSim软件进行了时序仿真。译码器在100MHz的工作频率下,最大译码迭代次数为10时,可以达到105.62Mbps的译码吞吐率,满足多种标准的数据传输要求。
其他文献
1 前言rn以斯太尔总成为平台的重型工程车,目前基本都安装了以多根轴向旋流管为一级粗滤、干式滤清器为二级过滤的沙漠空气滤清器.自上世纪90年代中期,沙漠空气滤清器由中国
越来越多的实验室已经开始从事脑机接口(brain computer interface, BCI)的研究,主要目的是为患有严重运动障碍的人提供一种运动或者与外界交流的能力。早期的脑机接口主要是面
自适应技术是提高频谱效率的重要方法。基于无速率码的速率自适应技术在一定程度上克服了传统的自适应技术模式较多以及容量台阶的问题;但其也存在着固有的缺点:接收端所需要的
前言rn汽车作为当今的运输工具发挥着重要的作用,为人类的社会活动提供着服务.其中,柴油机以其优越的耐久性和低燃油耗特性被广泛用于全世界的中、重型商用车.近年来,随着排
当今时代,随着互联网规模的急剧扩大和信息量的激增,传统网络暴露出诸多弊端。尽管计算机技术、通信技术与应用模式不断进步,但作为互联网基础的TCP/IP体系结构基本没有变化,
随着网络通信业务尤其是实时业务的不断发展,用户对网络数据传输的质量和可靠性提出了越来越高的要求。为此人们进行了不懈的努力去提高网络的物理性能,其中包括对网络设备进
档案库房环境的好坏直接影响着档案馆档案的管理效率、保存质量、使用寿命等。由于库房环境随机性大、安全实时性差、规模大、监控分散、集成度低,而受传统的人工测量环境方
人脸识别是生物特征识别的重要领域之一,在人机交互、身份验证、社会安防等诸多方面有着十分广阔的应用前景。目前,基于深度学习提取人脸特征进行人脸静态图片识别的方法,在L
由于粒子群算法自身存在局限性,需要借鉴其他算法的特性来弥补。因此,粒子群算法和其他群智能优化算法的混合成为目前算法改进的研究热点之一。人工蜂群算法是一种新型的群智能
本文针对机载噪声环境下的语音增强,以降低乃至消弱单频噪声和克服特定噪声为目的,借助语音端点检测、自适应LMS算法、语音增强算法提高语音质量,并利用DSP软硬件处理平台进