高效LDPC碼編解碼技術(shù)研究.pdf

1、低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC)碼是由Gallager在1962年首先提出的一種糾錯(cuò)碼，在沉寂了多年之后，最近又重新成為通信技術(shù)研究的熱點(diǎn)。由于LDPC碼構(gòu)造方法靈活多變，同時(shí)具有多種可以高速并行實(shí)現(xiàn)的迭代譯碼算法，許多通信和存儲(chǔ)系統(tǒng)已經(jīng)或計(jì)劃將LDPC碼作為其核心糾錯(cuò)碼方案。本文主要對(duì)LDPC碼的構(gòu)造、譯碼算法、譯碼算法的硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。 LDPC碼的構(gòu)造可以分為隨機(jī)構(gòu)造、基于有限域的構(gòu)造、基于原型圖的構(gòu)造、掩模構(gòu)造等方法。在

2、介紹了各種方法原理的基礎(chǔ)上，我們把PEG-ACE算法用于原型圖的擴(kuò)充，并將擴(kuò)充后碼字的校驗(yàn)矩陣用于基于有限域構(gòu)造的碼字的掩模，構(gòu)造了一類既適合硬件實(shí)現(xiàn)、又有著優(yōu)越性能的碼字。同時(shí)，我們對(duì)各種方法構(gòu)造的碼字進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。 其次，論文對(duì)LDPC碼的譯碼算法進(jìn)行了研究。文中討論了比特翻轉(zhuǎn)、置信傳播、迭代排序統(tǒng)計(jì)三類算法，詳細(xì)描述了各種算法的具體步驟，比較了各種算法的復(fù)雜度和性能，并結(jié)合具體碼字對(duì)各種算法的性能進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。我們還提

3、出了一種同步部分并行的譯碼算法，提前使用迭代過(guò)程中新產(chǎn)生的軟信息，加快了迭代譯碼的收斂速度，并通過(guò)起始位置的優(yōu)化，進(jìn)一步提高了算法的性能。 最后，論文研究了譯碼算法的硬件實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。我們?cè)O(shè)計(jì)了一種通用的同步部分并行結(jié)構(gòu)的譯碼器，譯碼器的參數(shù)可以靈活配置，支持多種類型的準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼校驗(yàn)矩陣，并結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)的碼字，在FPGA上進(jìn)行了驗(yàn)證。此外，我們分析了基于累積LLR的BP—OSD算法各個(gè)部分實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，并結(jié)合具體碼字給出了詳細(xì)