LDPC編碼的研究與硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、1948年Shannon 提出并證明了著名的有擾信道編碼定理，在Shannon信道編碼定理指導(dǎo)下，越來越多的逼近Shannon理論極限的編碼方法被提出并得到廣泛應(yīng)用。從早期的分組碼、代數(shù)碼、RS碼、卷積碼，直到今天的Turbo碼和低密度奇偶校驗(yàn)碼(low density pailtycheck codes，簡稱LDPC碼)，系統(tǒng)性能與Shannon極限的差距越來越小。 作為一種新的編碼技術(shù)低密度校驗(yàn)(LDPC)碼是一種基于圖和迭

2、代譯碼的信道編碼方案，性能非常接近Shannon極限且實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低，具有很強(qiáng)的糾錯(cuò)抗干擾能力。本文對LDPC碼進(jìn)行了系統(tǒng)研究。首先介紹了LDPC碼的定義，然后介紹LDPC碼的結(jié)構(gòu)及其編碼思想，給出了LDPC碼的一些原始構(gòu)造方法，并根據(jù)LDPC碼的特點(diǎn)及目前LDPC碼編碼時(shí)存在的缺點(diǎn)，介紹一種實(shí)用性更強(qiáng)的LDPC改進(jìn)編碼方法。介紹編碼以后，本文對譯碼方法作了簡要介紹，重點(diǎn)介紹BP譯碼辦法以及對BP譯碼算法做簡化以后實(shí)用的譯碼辦法。最后，本

3、文重點(diǎn)介紹如何用FPGA硬件實(shí)現(xiàn)LDPC編碼。主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1、概括了信息論、信道編碼領(lǐng)域的基本原理和信道編碼從理論到實(shí)踐的發(fā)展。包括Shannon信道編碼定理，概述了具有接近Shannon極限的信道編碼、特別是LDPC碼的歷史發(fā)展和現(xiàn)狀。 2、研究了LDPC碼的碼結(jié)構(gòu)，在介紹LDPC碼的校驗(yàn)矩陣表示、Tanne:圖表示、度數(shù)分布的基礎(chǔ)上，給出了規(guī)則碼和非規(guī)則碼的參數(shù)定義。 3、從LDPC 碼編碼角度研

4、究了低密度校驗(yàn)矩陣的構(gòu)造，包括規(guī)則碼矩陣和非規(guī)則碼矩陣，研究了Gallager構(gòu)造法、BIBD組合構(gòu)造法和Mackay構(gòu)造法?；诜且?guī)則碼的準(zhǔn)循環(huán)碼構(gòu)造方法。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，介紹了實(shí)用的改進(jìn)構(gòu)造方法，包括近似下三角編碼方法，萬旋轉(zhuǎn)編碼方法和單位陣編碼方法。 4、研究了LDPC碼的譯碼。在研究了硬判決譯碼，概率域BP算法和LLR域BP算法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了LDPC碼改進(jìn)的譯碼算法，包括迭代APP算法、UMP BP-Based算法、