宽带无线通信系统中纠错码译码技术及实现研究

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纠错码技术可以有效保障无线通信的可靠性以及高频带利用率的实现。随着多媒体、高速数据传输等业务的发展,宽带无线通信系统对纠错码提出了更高的要求:高纠错性能、高数据吞吐率、低实现复杂度。   面向下一代移动通信(B3G/4G)系统和超宽带(UWB)系统,本论文主要研究了其中的纠错码译码技术及实现问题。其中有两个研究重点:一是低密度奇偶校验(LDPC)码的译码技术及高性能、高吞吐率译码器,二是卷积码的高吞吐率、低复杂度译码器实现。本论文的主要内容有:   (1)提出了动态调整最大迭代次数的BP译码算法,提高了现有BP译码算法的性能。   (2)提出了低复杂度提前结束迭代判决依据,减少了现有BP译码算法的运算量。   (3)利用LDPC码译码特点,提出了一种降低运算量的LDPC码自适应调制编码系统,不仅提高了系统的带宽效率,而且降低了译码运算量。   (4)面向B3G/4G系统,提出了一种多码率Block-LDPC码译码器架构,适合于规则、非规则码。在此架构中,低复杂度互连网络降低了硬件开销;高效的流水线和节点运算阵列设计,提高了硬件利用率;提前结束迭代算法降低了译码功耗。此外,还提出了一种异址写回方法,降低了存储器访问的硬件开销。基于所提出的架构,采用SMIC0.13μm CMOS工艺设计了一个多码率Block-LDPC码译码器。   (5)基于HJTC0.18μm CMOS工艺,设计并实现了一种卷积码的高吞吐率Viterbi译码器。ASIC实现表明该译码器可以满足MB OFDM UWB系统的要求。
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