CCSDS遙控應用中LDPC碼編譯碼算法研究與實現(xiàn).pdf

1、低密度奇偶校驗（Low Density Parity Check，LDPC）碼由于具有逼近香農(nóng)限的優(yōu)異性能和較低的實現(xiàn)復雜度獲得了廣泛的研究，近年來在無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Networks，WLAN）、第五代移動通信技術（Fifth Generation Mobile Networks，5G）等關鍵領域獲得了廣泛的應用。在航空航天應用中，國際空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會（Consultative Committe

2、e for Space Data Systems，CCSDS）針對航天遙控應用數(shù)據(jù)幀幀長相對較短的特點，提出了三種碼長較短的LDPC碼。本文圍繞其推薦的短碼長LDPC碼，重點研究短碼長LDPC碼的編譯碼算法，主要研究內(nèi)容如下：
　?、贋榱颂岣邷恃h(huán) LDPC碼編碼器的吞吐量，提出了基于反饋移位寄存器的低并行度編碼方案。傳統(tǒng)的基于循環(huán)移位寄存器的編碼方案利用生成矩陣的準循環(huán)特性產(chǎn)生生成矩陣，雖然結構清晰易于實現(xiàn)但吞吐量較低。所提的低

3、并行度編碼方案，在資源消耗量與基于循環(huán)移位寄存器的編碼方案相當?shù)臈l件下，實現(xiàn)了編碼速率的翻倍，降低了編碼延時。
　?、卺槍?CCSDS遙控應用中 LDPC碼碼長較短、Tanner圖中的短環(huán)影響 BP（Belief Propagation）譯碼算法性能的問題，在Normalized LLR BP（Log-likelihood Ratio BP）算法和UMP BP（Uniformly Most Powerful BP）算法的基礎上，提

4、出了一種改進譯碼算法。該譯碼算法通過校驗節(jié)點和變量節(jié)點同時進行補償，改善了其短碼長 LDPC碼的譯碼性能，仿真結果表明，所提改進算法的譯碼性能優(yōu)于理論BP譯碼算法和UMP BP算法。同時，所提算法的計算復雜度遠小于BP譯碼算法，與UMP BP算法相當。
　?、墼O計了CCSDS標準中短碼長LDPC碼改進譯碼算法的實現(xiàn)方案，并在FPGA硬件平臺上進行了實現(xiàn)和驗證。利用Verilog HDL硬件描述語言在FPGA平臺上設計了12bits