高效率LDPC譯碼器的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證.pdf

1、本文設(shè)計(jì)了一種適用于IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn)的高效率小面積低密度奇偶校驗(yàn)碼（LDPC）譯碼器。LDPC碼是近年來信道編碼領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，源于它的編碼增益最接近香濃極限，并已經(jīng)被諸多的無線通信標(biāo)準(zhǔn)采用。
　　本文的設(shè)計(jì)研究工作圍繞LDPC譯碼器的誤碼率性能、芯片面積、譯碼效率之間的折中展開，重點(diǎn)在于減小芯片面積并提高譯碼效率。在回顧了LDPC碼編譯碼的基本原理的基礎(chǔ)上，用Matlab對三種譯碼簡化算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證與評估，結(jié)果表明

2、歸一化的簡化算法和基于兩態(tài)網(wǎng)格的簡化算法具有較理想的誤碼率特性。本文采用AISC設(shè)計(jì)自頂向下（Top-Down）的設(shè)計(jì)方法完成了譯碼器的設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)級設(shè)計(jì)，算法設(shè)計(jì)，硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)，綜合及時(shí)序分析和版圖設(shè)計(jì)等。為了減小芯片面積，譯碼器采用類Turbo消息傳遞(Turbo Decoding Message Passing-TDMP)的譯碼技術(shù)；為了提高譯碼效率，重新對LDPC碼校驗(yàn)矩陣進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種新的硬件架構(gòu)，該架構(gòu)是基

3、于乒乓操作的思想，即使用了兩個(gè)校驗(yàn)計(jì)算單元輪流從互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)信息的計(jì)算。
　　在UMC0.18μm通用數(shù)字邏輯工藝下，本文設(shè)計(jì)的譯碼器在工作時(shí)鐘頻率為67MHz時(shí)，綜合面積為7.19mm2，版圖面積為10.72mm2，譯碼吞吐率最高達(dá)到1.1Gbps。通過Matlab和Modelsim的聯(lián)合仿真，實(shí)現(xiàn)了對所設(shè)計(jì)的LDPC譯碼器的功能驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明：在信噪比為3dB的高斯可加白噪聲（AWGN）信道下，對隨機(jī)碼字譯碼的