基于FPGA的LDPC译码器设计

发布时间：2017-06-28 01:11

  本文关键词：基于FPGA的LDPC译码器设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：LDPC码即低密度奇偶校验码,是麻省理工学院博士Gallager在1962年博士论文中提出的一种接近香农极限的编解码方案。LDPC码已经成为IEEE 802.16e、UWB和WiMax的标准编解码方案,并成为下一代移动通信标准。本设计采用FPGA硬件电路平台作为全并行译码设计平台,译码算法采用概率域软判决算法。通过FPGA的查找表功能实现译码算法中的tanh函数和反tanh函数。本设计所做主要工作有以下几点：1、在FPGA中实现了C语言中的指针操作,使得LDPC码的校验矩阵即稀疏矩阵可以只存储1的位置,大大节省了存储资源,提高了数据存取读出速度,节省了数据读取时间。2、乒乓操作法的引入,完成了数据的无缝缓冲与处理。实现了译码模块的不间断工作,消除了数据读取停顿的缺点。3、C++中标记粘贴运算符在FPGA开发中成功运用,运用SystemVerilog加强型宏定义,在变量节点例化和校验节点的例化中,大大减小了代码书写量。本设计在500MHz的时钟频率下,实现了在迭代最大次数为20次的条件下,LDPC译码速率可达0.24Gbps。
【关键词】：FPGA LDPC 译码器 软判决 乒乓操作
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN791;TN911.22
【目录】：

• 中文摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的背景及意义10-12
• 1.1.1 现代通信系统10-11
• 1.1.2 信道编码发展历程11-12
• 1.2 LDPC编码理论的发展12-13
• 1.3 基于FPGA的LDPC译码器研究现状13-15
• 1.3.1 国外发展现状14-15
• 1.3.2 国内发展现状15
• 1.4 本文研究内容和主要贡献15-18
• 第二章 LDPC编解码原理18-26
• 2.1 LDPC码的矩阵表示和编码18
• 2.2 Tanner图表示18-19
• 2.3 LDPC译码算法比较19-24
• 2.3.1 硬判决译码算法20-21
• 2.3.2 基于置信传播的算法21-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第三章 基于FPGA的LDPC译码器硬件设计平台26-32
• 3.1 开发平台简介26-27
• 3.2 软件开发平台27-30
• 3.2.1 Quartus平台设计环境28
• 3.2.2 FPGA开发流程28-29
• 3.2.3 FPGA硬件描述语言29-30
• 3.3 本章总结30-32
• 第四章 基于FPGA的LDPC译码器实现32-46
• 4.1 基于FPGA的LDPC译码器结构32-33
• 4.1.1 串行译码器32
• 4.1.2 部分串行译码器(串行并行结合译码器)32-33
• 4.1.3 全并行译码器33
• 4.2 LDPC全并行译码器各功能块设计33-43
• 4.2.1 校验单元节点设计33-38
• 4.2.2 变量单元设计38-42
• 4.2.3 控制模块设计42-43
• 4.2.4 校验模块设计43
• 4.3 本章总结43-46
• 第五章 基于FPGA的译码器设计优化及实验结果分析46-58
• 5.1 指针操作46-48
• 5.2 乒乓操作法48-51
• 5.3 标记粘贴运算符使用51-53
• 5.4 实验结果分析53-56
• 5.5 本章总结56-58
• 第六章 结论与展望58-59
• 参考文献59-61
• 攻读学位期间取得的研究成果及参与科研的项目61-62
• 致谢62-63
• 个人简况及联系方式63-64
• 承诺书64-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 朱方强;王中训;刘丽;王娟;;基于循环检测的LDPC比特翻转译码算法研究[J];电视技术;2011年13期

2 王秀敏;沈建明;张洋;付娟;;基于FPGA的WIMAX LDPC码编译码器的设计[J];浙江大学学报(理学版);2012年01期

3 郭大波;刘纲;张宁;蔡虹;;量子高斯密钥分发的逆向数据协调[J];量子光学学报;2013年03期

4 张彦煌;郭大波;王云艳;;基于低密度奇偶校验码的数据协调技术[J];计算机应用;2013年12期

5 张桂华;张善旭;李颖;;高吞吐量低存储量的LDPC码译码器FPGA实现[J];西安电子科技大学学报;2008年03期

6 张霖;赵旦峰;薛睿;侯长波;;基于BP算法的QC_LDPC译码器的DSP实现[J];应用科技;2011年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 李海军;基于PSD/FPGA的倾斜角测量系统的研究与设计[D];武汉理工大学;2009年

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本文编号：491943