RPC隨機(jī)譯碼器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨機(jī)映射碼（Random Projection Code，RPC）在自適應(yīng)速率傳輸方面有著良好的應(yīng)用前景，但其譯碼時需要進(jìn)行大量的卷積運(yùn)算導(dǎo)致難以設(shè)計出高速譯碼器，從而阻礙了它在高速環(huán)境下的應(yīng)用。本論文將隨機(jī)計算的思想和RPC的置信傳播譯碼算法相結(jié)合，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了全并行結(jié)構(gòu)的RPC隨機(jī)譯碼器。該譯碼器將概率值轉(zhuǎn)換為比特流，乘加運(yùn)算轉(zhuǎn)換為比特流的與或等邏輯運(yùn)算，降低了單個節(jié)點(diǎn)的資源消耗。同時節(jié)點(diǎn)之間只需1根信號線傳輸串行比特流，降低了電路

2、布線消耗，使電路可以工作在更高頻率的時鐘下。
　　本論文在介紹RPC編譯碼和隨機(jī)計算的基本原理后，使用Virtex-6LX760型FPGA作為硬件平臺，設(shè)計了測量矩陣大小400×400、權(quán)重集W={±1,±2,±4,±4}的RPC隨機(jī)譯碼器。其中，利用或門實(shí)現(xiàn)校驗節(jié)點(diǎn)中的加法運(yùn)算，提高了校驗節(jié)點(diǎn)精度并且大幅降低了校驗節(jié)點(diǎn)復(fù)雜度；設(shè)計基于累加結(jié)構(gòu)的預(yù)處理單元，使噪聲比特流之間具有互斥性，從而使變量節(jié)點(diǎn)輸入信息歸一化的結(jié)果更準(zhǔn)確；采用

3、噪聲功率縮放技術(shù)進(jìn)一步緩和變量節(jié)點(diǎn)的鎖存問題，提升了譯碼器的BER性能；提出可重配置的變量節(jié)點(diǎn)設(shè)計方案，使譯碼器可以適應(yīng)信道條件變化，從而用于自適應(yīng)速率傳輸。此外，還提出了基于矩陣拆分的校驗節(jié)點(diǎn)設(shè)計方案，使校驗節(jié)點(diǎn)LUT消耗減少66.8％，Register消耗減少38.2%。
　　在完成譯碼器的具體設(shè)計后，本論文對譯碼器的性能進(jìn)行了測試與仿真。譯碼器最高時鐘頻率可以達(dá)到181.159MHz，此時吞吐率大約可以達(dá)到85.3Mbps。