基于EG-LDPC码字构成及编解码实现

发布时间：2017-05-12 13:22

  本文关键词：基于EG-LDPC码字构成及编解码实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：信道编码技术在各种通信系统中得到了广泛的应用,LDPC码以其独特的误码性能和编译码实现简单的优势得到了更多的青睐。LDPC码的纠错能力极强,能够逼近香农限,编码增益很高,尤其适用复杂的信道条件和远距离通信,可以降低信号的发射功率,具有很高的经济价值,因此本课题选择LDPC码进行研究,并对其进行硬件的实现,阐述了基于欧式几何构造LDPC码校验矩阵的步骤和过程,并对该类码的EG-1023码编解码进行了FPGA实现,该译码架构适合所有可分层的EG-LDPC码,对码长码率并没有限制。本文首先阐明了基于欧式几何的理论构造EG-LDPC校验矩阵的过程。研究了欧式几何与关联向量的关系,通过关联向量构造了EG-LDPC码的校验矩阵。研究表明,在不同的欧式几何参数下,可以构造出各种不同码长的LDPC码,可以根据不同的系统要求,选择合适的EG-LDPC码,具有较强的适应性。其次系统的分析了LDPC码的各种编译码算法,比较了算法实现起来的复杂程度,找到了一种针对EG-1023 LDPC码的基于生成多项式的编码方案,具有线性时间编码的特点,非常适合FPGA的实现。对于译码,仿真并得到了EG-1023码在不同译码算法下的误码性能曲线,发现基于Turbo码消息传递方案的译码收敛速度快,误码性能好,定点仿真的增益损失小,最后确定了用该方法来实现硬件的译码。最后基于Virtex-V的FPGA平台运用Verilog语言对编码器和译码器进行硬件实现,通过仿真和实际测试,验证了编码器的编解码结果正确,所设计的译码器性能良好,进行5次迭代仅需要0.5ms,能够适用多数情况的应用。该译码架构适应性是极好的,适用各种可分层LDPC码,不论码长和码率如何误码损失都是较小的,整个解码硬件资源的开销也不高,对于EG-1023码和EG-4599的LDPC码,他们消耗的存储资源RAM是相差不多的,可以在并行和串行之间灵活的选择,运用并行的方式会使吞吐量会进一步提高。
【关键词】：LDPC 线性编码 TDMP译码 规范化最小和
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.22
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 LDPC码的性能特点及其与Turbo码的对比分析12-13
• 1.4 LDPC码的应用13-15
• 1.5 本论文的研究内容及结构安排15-16
• 第2章 LDPC码基本理论及EG-LDPC码校验矩阵H的构造方法16-27
• 2.1 LDPC的定义及其泰纳图表示16-18
• 2.2 不规则LDPC码18-20
• 2.3 LDPC码性能的分析20-21
• 2.4 欧式几何21-22
• 2.5 LDPC码的几何构造方法22-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第3章 LDPC码编译码算法27-43
• 3.1 LDPC码的编码算法27-33
• 3.1.1 基于高斯消元法的编码方法27-28
• 3.1.2 近似下三角的编码方法28-29
• 3.1.3 基于生成矩阵G的QC-LDPC码编码方法29-33
• 3.2 LDPC的译码算法33-41
• 3.2.1 概率域BP算法33-35
• 3.2.2 对数域BP算法35-37
• 3.2.3 最小和译码算法和规范化最小和译码算法37-39
• 3.2.4 基于TDMP的规范化最小和译码算法39-40
• 3.2.5 误码性能对比及分析40-41
• 3.3 本章小结41-43
• 第4章 EG(1023,781) LDPC码编解码FPGA实现43-57
• 4.1 硬件平台简介43-44
• 4.2 量化方案的确定44
• 4.3 编码的实现44-47
• 4.4 TDMP译码算法的硬件实现47-56
• 4.4.1 最小值和次小值求取电路的原理和仿真结果48-50
• 4.4.2 校验节点处理器的基本原理和仿真结果50-52
• 4.4.3 存储单元的设计52-54
• 4.4.4 译码器的工作过程、译码器的仿真结果和实测54-56
• 4.5 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士期间发表的论文62-63
• 致谢63

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 许拔;准循环LDPC码的构造及其理论研究[D];国防科学技术大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 单鸣;LDPC码解码技术研究及实现[D];东南大学;2004年

  本文关键词：基于EG-LDPC码字构成及编解码实现，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：359917