基于概率計(jì)算的LDPC譯碼器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、LDPC碼是一種重要的線性分組碼，具有逼近香農(nóng)限的特性，已廣泛應(yīng)用于深空通信、衛(wèi)星通信、無(wú)線局域網(wǎng)中，并且成為下一代無(wú)線通信系統(tǒng)信道編碼候選方案之一。由于缺乏低代價(jià)高性能的譯碼算法，LDPC碼在提出的早期一直未能得到重視。隨著迭代譯碼算法的提出與發(fā)展成熟，提出的BP、LLR BP和Min-Sum等LDPC譯碼算法的復(fù)雜度有所降低，但其譯碼器的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度依舊較高。
　　在傳統(tǒng)的數(shù)值表征和計(jì)算方法不能再有效地降低 LDPC譯碼器實(shí)現(xiàn)復(fù)

2、雜度的情況下，概率LDPC譯碼器被提出。通過(guò)采用新型的數(shù)值表征和計(jì)算方法，可以有效降低 LDPC譯碼器的硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。但是，現(xiàn)有概率計(jì)算譯碼方式下的變量節(jié)點(diǎn)（VN）依舊存在數(shù)據(jù)鎖存等問(wèn)題，將會(huì)嚴(yán)重制約概率計(jì)算的性能；同時(shí)，現(xiàn)有概率LDPC譯碼算法的性能較傳統(tǒng)譯碼算法會(huì)略有損失。因此，概率LDPC譯碼器的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)方面還有很多的問(wèn)題亟待研究和解決。
　　本文以概率 LDPC譯碼器的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、性能提升策略為主要研究?jī)?nèi)容，重點(diǎn)研究了

3、采用包編碼技術(shù)的概率 LDPC譯碼算法。首先介紹了概率計(jì)算的基本原理，并給出基于線性有限狀態(tài)機(jī)利用概率比特序列實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算單元的結(jié)構(gòu)和仿真分析；然后回顧了 LDPC碼原理以及其譯碼算法的改進(jìn)過(guò)程，介紹了概率LDPC譯碼算法，詳細(xì)描述了解決變量節(jié)點(diǎn)鎖存問(wèn)題的EM、TFM、MTFM重隨機(jī)模塊結(jié)構(gòu)，給出了整個(gè)譯碼算法框架，并提出了改進(jìn)譯碼性能的雙路更新 EM措施；而后在前期研究基礎(chǔ)上，首次將包編碼技術(shù)應(yīng)用于概率 LDPC譯碼器設(shè)計(jì)當(dāng)中；最后設(shè)

4、計(jì)了概率LDPC譯碼器的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，采用VHDL編寫了實(shí)現(xiàn)四種碼率譯碼器的RTL代碼，并進(jìn)行了性能仿真驗(yàn)證。
　　本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　(1)針對(duì)變量節(jié)點(diǎn)鎖存問(wèn)題，提出了雙路變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新EM的方式，使概率LDPC譯碼算法性能較傳統(tǒng)更新EM的方式有所提升；
　　(2)首次將包編碼技術(shù)應(yīng)用于概率LDPC譯碼器設(shè)計(jì)當(dāng)中，顯著提升了譯碼性能，同時(shí)保留了譯碼時(shí)延小、復(fù)雜度低的優(yōu)勢(shì)；
　　(3)在MATL