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低密度奇偶校验码(LDPC码)是近年来信道编码领域一个里程碑式的进展,优异的纠错性能和自然并行的译码算法使得它在多个国际性通信标准中得到应用。本文对LDPC码在高速数据传输中的应用进行分析和研究,主要工作有以下几方面:1.研究了LDPC码的构造方法。采用行列约束作为构造准则,提出了两类结构化的二进制LDPC码构造方法:一类是基于循环群的构造方法,另一类是基于有限域的构造方法,这两类方法都能构造出Tanner图的围长不小于6的结构化LDPC码。仿真结果表明,构造出来的LDPC码在加性高斯白噪(AWGN)信道下采用BP译码可获得良好的误码率性能。2.提出了一种有效的准循环LDPC码高并行度译码器设计方法。在准循环LDPC码的高并行度译码器设计中,难点在于如何有序处理大量存储器读写以避免/减轻存储器访问冲突。采用“码变换”的方法可以解决这一问题。通过码变换可以将准循环LDPC码转化为(近似)块准循环LDPC码。(近似)块准循环LDPC码,无论是对设计高速LBP译码器,还是高速SBP译码器,都有助益。对于(近似)块准循环LDPC码,设计了两种高并行度的译码器:高并行度LBP译码器和高并行度SBP译码器,讨论了它们的具体结构,并且与现有方法做了详细比较。3.研究了块准循环LDPC码的编码问题。提出了一种由块准循环奇偶校验矩阵计算块准循环生成矩阵的方法。基于块准循环生成矩阵,设计了两种采用移位寄存器的编码电路,一种编码电路的复杂度与码的校验码元数成线性关系,另一种编码电路则可用于实现高速并行编码。这两种编码电路结合码变换技术还可以应用于一些准循环LDPC码的编码。4.提出了一种基于准循环LDPC分组码的准循环LDPC卷积码构造方法。与准循环LDPC分组码类似,准循环LDPC卷积码能够简化译码器设计并且降低存储需求。仿真结果显示,构造出来的LDPC卷积码在AWGN信道下采用流水线BP算法译码具有良好的误码率性能。提出了一种能够对LDPC卷积码进行译码的流水线LBP算法,并且针对准循环LDPC卷积码设计了一种流水线LBP译码器,比现有的流水线SBP译码器在实现复杂度和译码吞吐量上都具有优势。5.完成了信息速率为800Mbps的(8176,7154)有限几何LDPC码的编译码器设计,以及在大规模FPGA上的实现。