準循環(huán)低密度奇偶校驗碼(QC-LDPC)技術研究.pdf

1、近年來，通信技術的發(fā)展日新月異，其中信道編碼作為通信系統(tǒng)中不可替代的基本技術，也在理論研究和實際應用種取得了長足的進步。低密度奇偶校驗碼（LDPC碼）的研究和實現，是繼turbo碼之后在糾錯編碼領域的又一重大進展。LDPC碼的優(yōu)異性能及其在信息可靠傳輸和磁存儲技術中的良好應用前景,已引起世界各國學術界和IT 業(yè)界的高度重視,成為當今信道編碼領域最矚目的研究熱點。而準循環(huán)低密度奇偶校驗碼（QCLDPC碼）以其可大大地降低了編碼器的實現復雜

2、度的優(yōu)點，成為LDPC碼研究的一個熱門方向。本文在研究現有LDPC編碼方案的基礎上，提出了普遍適用的幾種結構優(yōu)化方法，總結出一套可行的LDPC高速編碼方案，克服了LDPC碼的編碼“瓶頸”；在深入研究目前已有的各種QCLDPC碼的構造方法及編譯碼方法的基礎上，提出了一些提高速度并節(jié)省資源的實現方法；本文的研究成果對實現高效可靠的有線和無線信息傳輸具有很強的實用價值。 本文首先簡要地介紹了信道編碼技術的研究背景以及發(fā)展現狀，回顧了低

3、密度奇偶校驗碼的發(fā)展歷程；對經典的基于置信傳播的LDPC“和積”譯碼算法進行了總結，闡明了LDPC譯碼中行重、列重、信息節(jié)點、校驗節(jié)點、邊、信息概率函數等基本術語及其相互關系，完整地闡明了“和積”算法的理論基礎和結構框架。 本文針對LDPC編解碼領域中普遍存在的編碼速度的問題，實現了基于“貪婪”算法思想的高速LDPC編碼器硬件解決方案，在方案中提出了矩陣行分割、列分割和流水線優(yōu)化的新穎結構，使編碼速度得到了改善。并提出一種前向替

4、換模塊的優(yōu)化實現方法，解決了編碼速度的“瓶頸”。 本文介紹了QC-LDPC碼基本概念，通過QC-LDPC校驗矩陣的特點推導出用生成矩陣G來進行QC-LDPC碼編碼的編碼器結構，并給出了譯碼器的通用結構。然后介紹了用有限幾何的概念構造QC-LDPC碼的方法，用有限幾何構造的碼可以控制碼的最小碼距，并避免產生長為4的環(huán)。最后提出一種基于QC碼構造的RU編碼方法，由于所構造的碼是QC碼，這種碼結構使得稀疏矩陣與向量乘法的硬件實現變得相