码率兼容多元LDPC码编译码器设计与实现
发布时间：2021-06-30 17:44
随着无人机在人们生活中的普及,其应用环境愈发复杂,复杂的信道环境使得无人机通信难以达到最优性能,这对无人机的信道编码方案无疑是一个巨大的挑战。为了改善上述问题,论文对码率兼容可配置的多元LDPC码编译码方案进行研究,主要从算法改进、参数设计、硬件优化三个方面进行,寻找硬件实现复杂度低、码率兼容可配置、性能优异且适用于无人机信道环境的解决方案。论文的主要内容如下:论文首先对码率兼容多元LDPC码的现状进行分析,在对多元LDPC校验矩阵构造算法深入研究的基础上,结合传统构造算法优缺点以及对兼容方式的分析,提出了一种基于度分布删余的码率兼容校验矩阵构造算法,灵活兼容多种码率;在编码算法方面,深入研究准循环快速编码算法原理,为达到资源和性能的有效权衡,采用部分并行的编码方案;在译码算法研究中,寻找适合硬件实现的译码算法并对Mixed Log-FFT-BP译码算法进行优化研究。然后,在高斯信道下对码率兼容编译码器的各个参数进行仿真分析,最终确定硬件平台及系统指标。同时,基于上述分析确定的参数,使用Verilog硬件描述语言对码率兼容编译码器进行FPGA硬件设计,并在Modelsim平台中进行仿真...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
环的Tanner图形式及矩阵形式
入并运算完成时进入编码完成状态，在下一个时钟上升沿来临时进入等待状态，等待下一次编码触发。其中，生成矩阵与信息位的编码运算均为伽罗华域运算。伽罗华域的加法实质为按位异或运算，而乘法运算为多项式乘法，采用查表方式实现，编码器通过伽罗华域的乘法与加法即可完成校验位的计算。4.1.4 仿真验证与资源使用情况码率兼容多元 LDPC 编码器采用 QC 快速编码算法，使用 Verilog 硬件描述语言编写，Vivado 工具套件进行分析综合，Modelsim 进行仿真验证，三种码率编码仿真结果如图 4.7-4.9 所示。图 4.7 至图 4.9 分别为 1/2、2/3 和 3/4 三种码率的编码功能仿真图。in_data 信号为随机信息序列，当 in_valid 为高电平时，表示当前输入的数据有效，in_rate 信号则代表控制当前编码的码率，001、010、100 分别对应 1/2、2/3 和 3/4 三种码率，out_data 为编码后的数据输出，out_rate 为输出当前帧的码率信息。
码率兼容多元 LDPC 编码器采用 QC 快速编码算法，使用 Verilog 硬件描述语言编写，Vivado 工具套件进行分析综合，Modelsim 进行仿真验证，三种码率编码仿真结果如图 4.7-4.9 所示。图 4.7 至图 4.9 分别为 1/2、2/3 和 3/4 三种码率的编码功能仿真图。in_data 信号为随机信息序列，当 in_valid 为高电平时，表示当前输入的数据有效，in_rate 信号则代表控制当前编码的码率，001、010、100 分别对应 1/2、2/3 和 3/4 三种码率，out_data 为编码后的数据输出，out_rate 为输出当前帧的码率信息。图 4.7 1/2 码率编码功能仿真图
【参考文献】：
期刊论文
[1]Java和Matlab混合编程及其应用问题[J]. 王芳. 电子技术与软件工程. 2018(08)
[2]Visual C++课程教学改革与实践研究[J]. 骆岩红,刘勇,李高云. 教育教学论坛. 2017(45)
[3]Design and Efficient Hardware Implementation Schemes for Non-Quasi-Cyclic LDPC Codes[J]. Baihong Lin,Yukui Pei,Liuguo Yin,Jianhua Lu. Tsinghua Science and Technology. 2017(01)
[4]信道编码技术新进展[J]. 白宝明,孙成,陈佩瑶,张冀. 无线电通信技术. 2016(06)
[5]多元LDPC码Min-max自适应译码算法[J]. 陈紫强,杜婉莹,谢跃雷. 电视技术. 2016(04)
[6]移动通信系统仿真平台设计与实现[J]. 徐军. 实验室研究与探索. 2015(04)
[7]应用于无人机测控传输系统的多元LDPC码[J]. 朱铁林,秦凡,李凤翔,温金苗. 电讯技术. 2014(12)
[8]无人机测控传输中SCCPM优化设计[J]. 朱铁林,秦凡,杨晨. 飞行器测控学报. 2014(06)
[9]信道编码在无人机数据链中的应用研究[J]. 余格非,王振华,李颖,韩辉. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2014(06)
[10]外军无人机数据链的发展现状与趋势[J]. 李桂花. 电讯技术. 2014(06)
硕士论文
[1]LDPC码的编译码算法研究[D]. 唐锐.电子科技大学 2018
[2]用于无人机的RC-LDPC码的设计与实现[D]. 王艺霖.哈尔滨工程大学 2017
[3]山东辖区利用无人机与海巡船实施三维监管研究[D]. 张淼.大连海事大学 2015
[4]多元LDPC-CPM编码调制系统的FPGA设计[D]. 马立坤.哈尔滨工程大学 2015
[5]基于Vega的无人机动态航迹规划模拟系统的设计与实现[D]. 董玉玺.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3258197
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
环的Tanner图形式及矩阵形式
入并运算完成时进入编码完成状态，在下一个时钟上升沿来临时进入等待状态，等待下一次编码触发。其中，生成矩阵与信息位的编码运算均为伽罗华域运算。伽罗华域的加法实质为按位异或运算，而乘法运算为多项式乘法，采用查表方式实现，编码器通过伽罗华域的乘法与加法即可完成校验位的计算。4.1.4 仿真验证与资源使用情况码率兼容多元 LDPC 编码器采用 QC 快速编码算法，使用 Verilog 硬件描述语言编写，Vivado 工具套件进行分析综合，Modelsim 进行仿真验证，三种码率编码仿真结果如图 4.7-4.9 所示。图 4.7 至图 4.9 分别为 1/2、2/3 和 3/4 三种码率的编码功能仿真图。in_data 信号为随机信息序列，当 in_valid 为高电平时，表示当前输入的数据有效，in_rate 信号则代表控制当前编码的码率，001、010、100 分别对应 1/2、2/3 和 3/4 三种码率，out_data 为编码后的数据输出，out_rate 为输出当前帧的码率信息。
码率兼容多元 LDPC 编码器采用 QC 快速编码算法，使用 Verilog 硬件描述语言编写，Vivado 工具套件进行分析综合，Modelsim 进行仿真验证，三种码率编码仿真结果如图 4.7-4.9 所示。图 4.7 至图 4.9 分别为 1/2、2/3 和 3/4 三种码率的编码功能仿真图。in_data 信号为随机信息序列，当 in_valid 为高电平时，表示当前输入的数据有效，in_rate 信号则代表控制当前编码的码率，001、010、100 分别对应 1/2、2/3 和 3/4 三种码率，out_data 为编码后的数据输出，out_rate 为输出当前帧的码率信息。图 4.7 1/2 码率编码功能仿真图
【参考文献】：
期刊论文
[1]Java和Matlab混合编程及其应用问题[J]. 王芳. 电子技术与软件工程. 2018(08)
[2]Visual C++课程教学改革与实践研究[J]. 骆岩红,刘勇,李高云. 教育教学论坛. 2017(45)
[3]Design and Efficient Hardware Implementation Schemes for Non-Quasi-Cyclic LDPC Codes[J]. Baihong Lin,Yukui Pei,Liuguo Yin,Jianhua Lu. Tsinghua Science and Technology. 2017(01)
[4]信道编码技术新进展[J]. 白宝明,孙成,陈佩瑶,张冀. 无线电通信技术. 2016(06)
[5]多元LDPC码Min-max自适应译码算法[J]. 陈紫强,杜婉莹,谢跃雷. 电视技术. 2016(04)
[6]移动通信系统仿真平台设计与实现[J]. 徐军. 实验室研究与探索. 2015(04)
[7]应用于无人机测控传输系统的多元LDPC码[J]. 朱铁林,秦凡,李凤翔,温金苗. 电讯技术. 2014(12)
[8]无人机测控传输中SCCPM优化设计[J]. 朱铁林,秦凡,杨晨. 飞行器测控学报. 2014(06)
[9]信道编码在无人机数据链中的应用研究[J]. 余格非,王振华,李颖,韩辉. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2014(06)
[10]外军无人机数据链的发展现状与趋势[J]. 李桂花. 电讯技术. 2014(06)
硕士论文
[1]LDPC码的编译码算法研究[D]. 唐锐.电子科技大学 2018
[2]用于无人机的RC-LDPC码的设计与实现[D]. 王艺霖.哈尔滨工程大学 2017
[3]山东辖区利用无人机与海巡船实施三维监管研究[D]. 张淼.大连海事大学 2015
[4]多元LDPC-CPM编码调制系统的FPGA设计[D]. 马立坤.哈尔滨工程大学 2015
[5]基于Vega的无人机动态航迹规划模拟系统的设计与实现[D]. 董玉玺.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3258197
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