LDPC编解码的设计与实现

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在数字通信系统中,信号在传输过程中往往要受到噪声的干扰而引起失真,为此引入纠错码来提高抗干扰能力。LDPC(低密度奇偶校验)码就是其中一种基于奇偶校验稀疏矩阵的线性分组码,它具有逼近香农限的良好的译码性能。因此,其编译码器的硬件实现已经成为纠错码领域研究的热点之一。LDPC码校验矩阵的设计不仅关系到码的性能,还会影响到其编译码器硬件实现的复杂程度。采用原模图的方法构造出的LDPC码,不仅在编码上实现结构简单易于硬件实现,同时结合BP(置信传播)译码算法,还能够达到很高的译码性能。   本文在对原模图构造法及BP译码算法进行仿真后,利用校验矩阵循环移位的特点,在FPGA设计过程中,实现了基于循环移位寄存器的编码器,并对其进行了测试和仿真。这种基于循环移位寄存器的编码器结构不仅实现简单,且在很短的时间就可以完成编码过程。同时,针对BP译码算法中的复杂函数,本文基于切比雪夫多项式对连续函数良好的逼近性能,利用切比雪夫多项式对BP算法中的复杂函数进行了拟合。并在FPGA设计过程中,用移位寄存器和加法器对切比雪夫结构进行了简化。这种方法不仅降低了BP算法在硬件上的实现复杂度,同时还减小了因用查表法而占用的存储资源。
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