ldpc碼譯碼算法的優(yōu)化及譯碼器的設(shè)計(jì)

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1、學(xué)校代碼:10255學(xué)號(hào):2121127LDPC碼譯碼算法的優(yōu)化及譯碼器的設(shè)計(jì)OPTIMIZATION0FDECODINGALGOIUTHMANDDECODERDESIGNFORLDPCCODES學(xué)科專業(yè):電氣工程作者姓名:崔偉偉指導(dǎo)教師:蔣學(xué)芹答辯日期:2014/5/30東華大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:我恪守學(xué)術(shù)道德,崇尚嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。所呈交的學(xué)位論文,是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中己明確注明和引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品及成果的內(nèi)容。論文為本人親自撰寫(xiě),我對(duì)所寫(xiě)的內(nèi)

2、容負(fù)責(zé),并完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名:撕日期:乞b肚年石月乎日撇學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)煳熘學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱或借閱。本人授權(quán)東華大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密口,在一年解密后適用本版權(quán)書(shū)。本學(xué)位論文屬于/不保密∥學(xué)位論文作者簽名:日期:沙堆年‘月名日指剝嗽郁戔日期:怍年石月年日\LDPC碼譯碼算法的優(yōu)化及譯碼器的

3、設(shè)計(jì)摘要在信道編碼領(lǐng)域,LDPC(LowDensityParityCheck,LDPC)碼因其設(shè)計(jì)靈活、譯碼簡(jiǎn)單、容量近香農(nóng)極限等優(yōu)異性能獲得了廣泛的關(guān)注,已經(jīng)被許多高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)采用為前向糾錯(cuò)技術(shù)。論文以LDPC碼的譯碼算法及譯碼器中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,主要研究?jī)?nèi)容如下:本文首先介紹了信道編碼理論的基礎(chǔ)知識(shí),接著引出LDPC碼,并介紹了LDPC碼的表示方法、構(gòu)造方法以及編碼方法。其次,本文介紹了LDPC碼的譯碼算法,并對(duì)譯碼算法進(jìn)行了MATLAB仿真,分析算法糾錯(cuò)性能。在介紹譯碼算法的過(guò)程中,首先介紹了BP譯碼算法以及LLR

4、.BP譯碼算法。由于上述算法的硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度比較高,本文還介紹了最小和(Min—Sum)譯碼算法。由于Min.Sum譯碼算法的糾錯(cuò)性能相比BP算法和LLR.BP算法有所下降,本文又介紹了Min—Sum譯碼算法的優(yōu)化算法,并對(duì)優(yōu)化算法的參數(shù)選取進(jìn)行了分析及仿真。本文將主要研究Min.Sum譯碼算法及其硬件實(shí)現(xiàn)。然后,根據(jù)Min.Sum譯碼算法及其優(yōu)化算法,提出了校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理單元的硬件優(yōu)化方案。根據(jù)現(xiàn)有的TS(TreeStructure)方案提出了MTS(ModifiedTS)方案。MTS方案能夠以更少的硬件消耗尋找最小值、次小值以及最小值的

5、位置索引值。該方案能較大程度上降低Min.Sum譯碼算法在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的硬件消耗,降低譯碼器的硬件復(fù)雜度。接下來(lái),本文對(duì)歸一化Min—Sum譯碼算法以及MTS方案進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)。采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了LDPC譯碼器,詳細(xì)的給出了其結(jié)構(gòu)框圖及譯碼功能模塊的實(shí)現(xiàn)方式,并利用ISE14.3、Matlab、Modelsim和SynplifyPro等軟件對(duì)LDPC碼譯碼器各個(gè)功能模塊和頂層模塊分別做了邏輯綜合和時(shí)序仿真。本文的仿真平臺(tái)為Nexys3Spartan.6FPGA開(kāi)發(fā)板,其中芯片型號(hào)為XC6SLXl6。最后,對(duì)本文的主要內(nèi)容及所做的工作

6、進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)未來(lái)需要研究的工作進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。關(guān)鍵詞:LDPC碼,Min—Sum譯碼算法,最小值,次小值,譯碼器oPTIMIZATIoNOFDECoDINGALGoRITHMANDDECoDERDESIGNFoRLDPCCODESABSTRACTInthechannelcodingarea,LDPC(Low-densityparity—check)codeshavearemarkablecapacity—approachingperformancewithiterativedecodingoverAWGN(Additive、Ⅳhit

7、eGaussianNoise)channel,andhavebeenadoptedillstheforwarderrorcorrectiontechniquebymanyhighspeedtransmissiontechnologies.ThisthesisfocusesontheresearchandimplementationofLDPCoptimizeddecodingalgorithm,ourresearchresultdecreaseshardwarecomplexityinchecknodeprocessingunit.The

8、researchconcemsinthisthesisareasfollows:Firstly,thisthesisintroducessomebasicknowledgeofthechann

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