IEEE802.11ad标准中LDPC编译码的研究

发布时间：2017-04-12 16:21

  本文关键词：IEEE802.11ad标准中LDPC编译码的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：2013年初推出的新一代WLAN协议-IEEE802.11ad技术标准,目标是用于家庭多媒体设备之间的文件传输,为家庭音视频信号的无线通信提供新的方案,同时为迎接物联网发展的到来做铺垫。LDPC码是一种性能非常接近香农极限的“好”码,能提供约8dB的编码增益,同时具有低的译码复杂度和高的吞吐率等优点,成为继Turbo码之后信道编解码领域又一研究热点。 本文对LDPC码在IEEE802,11ad标准中的应用做了深入研究。主要内容包括： 首先,认识IEEE802.11ad标准。从系统层面和物理层两方面介绍此标准,给出标准的发送端和接收端系统结构框图,重点描述标准中物理层的特征,总结出IEEE802.11ad标准的重要特点和关键技术。 其次,研究和实现两种LDPC编码器。根据IEEE802.1l ad标准中LDPC码H矩阵的特点,设计一种高效的QC-LDPC编码器,完成FPGA的实现。在此基础上提出一种新的LDPC编码结构——π-旋转LDPC码,对π-旋转LDPC编码器结构进行探究,完成它的仿真和FPGA实现。 再次,研究LDPC译码算法并实现译码器。根据IEEE802.11ad标准的要求,通过仿真分析和比较了6种LDPC码软判决译码算法的性能,最后选取Normalized Min-Sum算法作为系统硬件实现的算法,通过仿真确定Normalized Min-Sum算法的相关参数。分析IEEE802.11ad标准中LDPC码H矩阵的特点,提出了一种新的基于FPGA的高吞吐量、低存储的LDPC译码器实现结构。 最后,对标准中的LDPC编译码器进行系统测试和性能分析。通过功能测试验证LDPC编译码器性能的正确性,同时给出了硬件资源利用率的报告,分析编译码器的整体性能。 本文研究的方法和流程是： 第一步：查阅文献资料调研。前期查阅文献,对LDPC码的编码方式、译码算法、译码器实现结构的种类进行调研,选取适合本标准的LDPC编码方式、译码算法和译码器结构。 第二步：Matlab和C/C++仿真。在了解到各种不同算法和结构以后,首先用Matlab对编译码算法做浮点仿真,再用C/C++做定点仿真。分析浮定点仿真结果选出最终要实现的一种算法,并对算法做相关定标 第三步：FPGA实现和测试。对最终选定的算法和硬件实现结构进行FPGA设计,编写Verilog代码,在Virtex-7FPGA上完成LDCP编译码器的实现和测试。
【关键词】：IEEE802.11ad LDPC 编码器 译码器 FPGA实现
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.22
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-16
• 1.3 研究目的、方法和意义16-17
• 1.4 论文主要内容和结构17-19
• 第二章 IEEE802.11AD协议概述19-26
• 2.1 IEEE802.11AD标准关键技术及特征19-21
• 2.2 IEEE802.11AD标准系统结构21-24
• 2.2.1 系统发射机21-23
• 2.2.2 系统接收机23-24
• 2.3 IEEE802.11AD标准中H矩阵的介绍24-26
• 第三章 LDPC码的编码算法及高效FPGA设计26-40
• 3.1 LDPC编码算法概述26
• 3.2 IEEE802.11AD标准LDPC编码器26-32
• 3.2.1 标准中的LDPC编码器算法描述27-28
• 3.2.2 标准中的LDPC编码器FPGA设计28-32
• 3.3 π-旋转LDPC编码器32-39
• 3.3.1 π-旋转LDPC编码器算法描述33-34
• 3.3.2 π-旋转LDPC编码器FPGA设计与测试34-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 基于IEEE802.11AD的LDPC码译码算法及仿真40-62
• 4.1 LDPC码软判译码算法介绍40-43
• 4.1.1 对数域上的BP算法41-42
• 4.1.2 Min-Sum算法42-43
• 4.1.3 改进的Min-Sum算法43
• 4.2 系统仿真分析和方案确定43-61
• 4.2.1 改进的MS算法修改因子的选择44-46
• 4.2.2 译码算法的浮点仿真46-52
• 4.2.3 译码算法的定点仿真52-59
• 4.2.4 译码迭代次数的确定59-60
• 4.2.5 数据量化方案的确定60-61
• 4.2.6 总结与系统方案确定61
• 4.3 本章小结61-62
• 第五章 基于IEEE802.11AD的LDPC译码器设计及实现62-78
• 5.1 常用译码器硬件结构介绍62-63
• 5.2 IEEE802.11AD标准LDPC译码器系统设计63-68
• 5.2.1 整体框架65
• 5.2.2 系统数据流65-67
• 5.2.3 控制器设计67-68
• 5.3 IEEE802.11AD标准LDPC译码器各子模块设计68-77
• 5.3.1 核心解码模块的整体设计68-70
• 5.3.2 校验节点更新单元(CNU)设计70-74
• 5.3.3 变量节点更新单元(VNU)设计74-75
• 5.3.4 互联模块设计75-76
• 5.3.5 校验输出模块设计76-77
• 5.4 本章小结77-78
• 第六章 基于IEEE802.11AD的LDPC译码器功能测试及分析78-86
• 6.1 各功能模块测试78-81
• 6.1.1 CNU模块的功能测试78-80
• 6.1.2 VNU模块的功能测试80-81
• 6.1.3 控制模块的功能测试81
• 6.2 系统仿真测试平台81-84
• 6.3 系统测试结果及性能分析84-85
• 6.4 本章小结85-86
• 第七章 论文总结与展望86-89
• 7.1 工作总结86-88
• 7.2 后续展望88-89
• 参考文献89-93
• 缩略语93-94
• 致谢94-97
• 作者攻读硕士学位期间发表的学术论文97

【参考文献】

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1 袁瑞佳;LDPC码的高效编译码实现技术研究[D];西安电子科技大学;2012年

  本文关键词：IEEE802.11ad标准中LDPC编译码的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：301676