基于因子图的LDPC码模拟译码设计

发布时间：2017-07-07 09:18

  本文关键词：基于因子图的LDPC码模拟译码设计

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【摘要】：当今电子信息技术的迅速发展使得人们对高速、低功耗的数据通信系统的需求越来越大。在信道中,随着速率的提高,势必需要引入更为复杂的编码方案和译码算法,从而能够降低由于高速传输引起的接收端数据误码。LDPC码是目前研究最多的性能良好的信道编码方案,但对LDPC码进行迭代译码时具有较高计算复杂度和计算功率。若在给定功率的情况下,很难使用传统的数字电路来实现译码,研究人员发现基于模拟电路的LDPC码具有低功耗、高效能比等特点,能极大地降低LDPC码译码器的功耗。本文在深入广泛的阅读国内外大量有关因子图与和积算法以及模拟译码技术资料的基础上,研究了因子图与和积算法,将LDPC码译码问题抽象成通过全局函数求解边缘函数的问题,给出LDPC码模拟译码一种全新的解释。本文还从LDPC码译码特点角度出发,证明了高度数的节点可以使用低度数的节点级联而成,降低了译码因子图的复杂度。根据译码特点,对实现译码的因子图结构进行完善和优化,节省了资源的消耗。本文最后通过基于Elmore近似延时方法的模拟电路仿真模型来搭建模拟译码器。仿真结果表明,依据本课题所设计的LDPC码模拟译码器具有接近理想BP译码器的性能,依据LDPC码译码算法所设计的译码器是可行的。
【关键词】：因子图 和积算法 LDPC码 BP算法 模拟译码
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.22
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 本论文研究的目的和意义9-10
• 1.2 因子图与和积算法10-11
• 1.3 信道编码理论11-16
• 1.3.1 纠错编码技术11-12
• 1.3.2 LDPC码的研究与发展12-14
• 1.3.3 LPDC码模拟译码技术的历史与现状14-16
• 1.4 本文研究内容及章节安排16-17
• 第2章 因子图与LDPC码的基本理论17-28
• 2.1 因子图17-24
• 2.1.1 因子图与和积算法概述17-21
• 2.1.2 基于因子图的行为模型21-22
• 2.1.3 基于因子图的概率模型22-24
• 2.2 LDPC码24-27
• 2.2.1 LDPC码的定义24-25
• 2.2.2 LDPC码的Taner图表示25-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 LDPC码模拟译码设计28-58
• 3.1 LDPC码经典译码算法28-37
• 3.1.1 Gallager概率译码28-31
• 3.1.2 概率BP译码算法31-33
• 3.1.3 LLR BP译码算法33-34
• 3.1.4 最小和译码算法（Min-Sum）34-35
• 3.1.5 归一化的BP based算法（Normalized BP Based）35-36
• 3.1.6 LDPC码译码算法性能仿真及分析36-37
• 3.2 基于因子图的LDPC译码的新解释37-45
• 3.2.1 LDPC码译码的新解释37-42
• 3.2.2 LDCP码在因子图上的译码过程42-45
• 3.3 基于因子图的LDPC模拟译码器设计45-57
• 3.3.1 因子图节点的基本单元与级联45-50
• 3.3.2 因子图译码结构的模块化50-52
• 3.3.3 模块化的模拟译码器设计与优化52-54
• 3.3.4 模拟译码器的搭建与译码过程54-57
• 3.4 本章小结57-58
• 第4章 LDPC码模拟译码器仿真与分析58-70
• 4.1 概率门电路58-60
• 4.2 模拟译码器电路延时仿真模型简介60-63
• 4.3 LDPC码模拟译码器仿真结果与分析63-69
• 4.3.1 相同延时下的仿真结果64-66
• 4.3.2 随机延时下的仿真结果66-69
• 4.4 本章小结69-70
• 结论70-72
• 参考文献72-76
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单76-77
• 致谢77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 杨曙辉;李学华;仇玉林;;利用CMOS模拟电路设计实现的新型概率译码器[J];数据采集与处理;2009年03期

2 杨曙辉;李学华;仇玉林;;一种(5,2,3)网格码CMOS电路模拟译码器[J];信号处理;2009年04期

3 杨曙辉;仇玉林;;基于MOS管亚阈值特性的模拟译码器[J];微电子学;2008年03期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 吉华芳;毕光国;张在琛;;LDPC码及其与Turbo码的比较[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 赵国清;因子图上基于迭代检测的伪随机序列快速捕获算法及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 朱联祥;Turbo码译码器的模拟VLSI实现研究[D];重庆大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 吕素;基于因子图的联合迭代检测与译码算法研究[D];郑州大学;2011年

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本文编号：529626