低密度奇偶校验码译码算法的硬件实现

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LDPC码(低密度奇偶校验码)是一种具有极强纠错能力的差错控制编码技术,它的性能接近香农极限,其译码复杂度低于Turbo码,由于LDPC码在光通信、卫星通信、深空通信、第4代移动通信系统、高速与甚高速率数字用户线、光和磁记录系统等诸多领域都有良好的应用前景,所以,开发LDPC硬件译码器已经成为纠错编码领域研发的一大热点。本文首先概述了LDPC码的定义、基本构造方式和编码理论;讨论了LDPC译码方法——BP译码算法,为方便译码器的硬件实现本文着重研究了低实现复杂度的Log-BP译码算法,通过对两种算法进行了性能仿真,结果表明Log-BP在性能上完全适合,可以作为硬件译码的算法。在硬件实现中,考虑到译码精度要求和硬件资源有限,本文探讨了数据量化位数选择与译码性能的关系并进行了仿真,得出了在本译码器设计指标和现有硬件资源条件下,最合适的量化数据位数。在此基础上,使用Verilog硬件描述语言,采用部分并行译码结构,利用自顶而下的模块化设计方法设计LDPC译码器,并运用EDA设计工具ModelSim和ISE,对各个组成模块进行综合和时序仿真;然后利用原理图输入法将分模块合并为一个完整的译码器电路,对整个译码器进行了全面的功能仿真、综合和时序仿真,验证设计的正确性和译码器的性能。最后,设计了译码器实验板,下载了译码算法,进行了相应的测试。
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