5G LDPC码译码器实现

该文介绍了5G标准中LDPC码的特点,比较分析了各种译码算法的性能,提出了译码器实现的总体架构：将译码器分为高速译码器和低信噪比译码器。高速译码器适用于码率高、吞吐率要求高的情形,为译码器的主体;低信噪比译码器主要针对低码率、低信噪比下的高性能译码,处理一些极限情形下的通信,对吞吐率要求不高。分别对高速译码器和低信噪比译码器进行了设计实践,给出了FPGA综合结果和吞吐率分析结果。     

CCSDS标准中LDPC码译码器研究与实现

目前,准循环LDPC(QC_LDPC)已经广泛应用IEEE 802.11、IEEE 802.16、DVB-S2、CCSDS、3GPP 5G-NR等系列标准.LDPC码的性能非常优越、复杂度较低、吞吐量高、可以进行并行解码,解码时延小.该文针对CCSDS131.0-B-2标准中10种码字的LDPC码以码率为单位在FPGA...     

多码率LDPC码高速译码器的设计与实现

低密度奇偶校验码(LDPC码)以其接近香浓极限的性能得到了广泛的应用.如何在.FPGA上实现多码率LDPC码的高速译码,则是LDPC码应用的一个焦点.本文介绍了一种多码率LDPC码及其简化的和积译码算法;设计了这种多码率LDPC码的高速译码器,该译码器拥有半并行的运算结构和不同码率码共用相同的存储单元的存储资源利用结构,并以和算法与积算法功能单元同时工作的机制交替完成对两个码字的译码,提高了资源利用率和译码速率.最后,本文采用该结构在FPGA平台上实现了码长8064比特码率7/8、6/8、5/8、4/8、3/8五个码率的多码率LDPC码译码器.测试结果表明,译码器的有效符号速率达到200Mbps.     

CCSDS标准LDPC部分并行译码器实现

针对CCSDS标准中近地通信的LDPC码,为了提高准循环低密度奇偶校验（QC-LDPC）译码器的吞吐率和资源利用率,设计实现了一种低复杂度高速并行译码器。译码器整体采用流水线结构,通过改进校验节点与变量节点的更新方式,在不增加运算复杂度的情况下使信息处理所消耗的时间更短,压缩单次迭代所需时间,提高了译码器的吞吐量。以现场可编程门阵列（FPGA）作为实现平台,仿真并实现了基于归一化最小和算法的（8176,7154） LDPC译码器。结果表明,当译码器工作频率为200 MHz、迭代次数为10次的情况下,译码吞吐量可达到160 Mbit/s,满足大多数场景的应用需求。     

数字电视传输系统中LDPC码编译码器的研究与设计

低密度奇偶校验码纠错能力强,能够在逼近香农极限的信噪比条件下获得很高的误码率特性,非常适用于无线通信.本文分析了在DMB-TH标准中LDPC码的构造、编码及解码算法原理,结合MATLAB仿真对其算法有效性进行了分析比较.     

基于信息截断的低复杂度多进制LDPC码译码器

针对多进制低密度奇偶校验(LDPC)码译码算法实现复杂度较高的问题,基于简化增强串行广义比特翻转译码算法(SES-GBFDA),提出将每个符号的对数似然值截断为有限值进而有效减少存储需求和计算复杂度的译码算法,即截断SES-GBFDA.对于定义在伽罗华域GF(32)上的多进制LDPC码译码器,将基本更新单元的数量由32...     

数字电视传输系统中LDPC码编译码器的研究与设计

低密度奇偶校验码纠错能力强,能够在逼近香农极限的信噪比条件下获得很高的误码率特性,非常适用于无线通信。本文分析了在DMB-TH标准中LDPC码的构造、编码及解码算法原理,结合MATLAB仿真对其算法有效性进行了分析比较。     

数字电视传输系统中LDPC码编译码器的研究与设计

低密度奇偶校验码纠错能力强,能够在逼近香农极限的信噪比条件下获得很高的误码率特性,非常适用于无线通信。本文分析了在DMB-TH标准中LDPC码的构造、编码及解码算法原理,结合MAT-LAB仿真对其算法有效性进行了分析比较。     

5G新空口LDPC码的快速编码算法

低密度奇偶校验码(Low Density Parity Code,LDPC)已被用于5G系统,且TS 38.212标准规定了5G新空口(New Radio,NR)LDPC码的构造流程,但没有给出具体的编码算法和解速率匹配方法.针对该问题,首先分析了NR LDPC码的基矩阵的结构特征,给出了线性复杂度的编码算法;其次讨论...     

基于WIMAX标准的LDPC译码器系统设计

本文在研究了LDPC码的基本译码算法的基础上,针对BP及其简化算法译码收敛慢的不足的缺点,提出了一种将TDMP算法和NMS算法相结合的TDMP-NMS算法作为WIMAX标准LDPC译码器的译码算法.该算法综合了TDMP算法译码收敛快和NMS算法在保证误码率性能的前提下校验节点处理简单的优点,最终实现了基于WIMAX标准的LDPC码译码器.     

空间太阳望远镜的图象预处理系统研制

空间太阳望远镜太阳磁场测量要求图象的信噪比为10⁴.受CCD满阱电荷的限制,必须对CCD采集到的图象,在预处理单元进行图象积分以提高信噪比;为了减小CCD引入的噪声,还采用了CCD图象改正技术;对于宁静态的长时间太阳观测,为了克服图象漂移导致无法进行图象积分的难题,提出了图象相关内插累加技术,来进一步提高信噪比;预处理单元还担负着偏振测量中的Stokes参数归一计算、CCD控制、调焦控制和图象格式化等任务.文中分析了预处理系统的处理功能需求,确定了系统设计方案;采用FPGA加DSP的硬件结构,制作了地面原理样机,开发了系统软件.在地面支持设备上对系统功能进行了仿真和测试.     

基于FPGA的MD5算法设计与实现

MD5算法在网络安全的诸多方面都得到广泛的应用,在一些特殊场合要求计算具有高处理速度、低资源占用率的特点。文中首先介绍了MD5算法的发展历程和算法原理,然后描述了该算法在FPGA上实现的整体架构,分析了其各模块的功能,最后给出了基于Altera公司Stratix Ⅱ GX系列FPGA的实现结果。通过实验结果可以看出基于FPGA的MD5算法实现具有较高的处理速度和较少的资源占用,并可对设计进行适当修改来实现其它的摘要算法,具有一定的实用价值。     

面向5G标准的低延时LDPC编码器设计

针对 5G 标准中对低延时和编码灵活性的要求, 本文提出了一种高并行度的低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check, LDPC)码编码算法并设计了相应的硬件结构。 编码算法对校验位的计算流程进行了改进, 通过将对应 5G 标准中校验矩阵单对角和双对角结构的不同编码步骤并行化提高了运算速度。 在硬件结构上一方面设计了多路并行的运算结构通过同时求解多个编码步骤降低了处理时延, 另一方面灵活的结构设计使其可以有效地支持5G不同场景下对码长和码率的要求, 并通过分组计算校验位实现了对递增冗余的HARQ (IR-HARQ)方案的支持。仿真结果表明,在 200 MHZ 的系统时钟频率下, 本设计的信息吞吐量可达 35Gbps。      

中长帧非规则LDPC码译码器的FPGA实现

LDPC(低密度奇偶校验码)是一种优秀的线性分组码,是目前距香农限最近的一类纠错编码。与Turbo码相比,LDPC码能得到更高的译码速度和更好的误码率性能,从而被认为是下一代通信系统和磁盘存储系统中备选的纠错编码。简要介绍了适于硬件实现的LDPC码译码算法,并基于软判决译码规则,使用Verilog硬件描述语言,在X ilinx V irtex2 6000 FPGA上实现了码率为1/2、帧长504bit的非规则LDPC码译码器。     

DTMB标准中BCH译码算法及其FPGA的实现

首先证明了DTMB标准中采用的BCH码是纠错能力为1的循环汉明码,并基于此提出了适用于该BCH码的译码算法,及其串行和并行两种FPGA实现电路。考虑到该BCH码缩短码的特性,通过修改差错检测电路,使其译码时延缩短34%。实现结果表明,译码器译码正确无误,FPGA资源占用极少。串行译码器总时延为762个时钟周期,最大工作时钟频率可达357MHz。并行译码器总时延仅为77个时钟周期,最大工作时钟频率可达276MHz。     

LDPC译码器信道似然比信息存储模块优化设计

以CCSDS(太空数据系统咨询委员会)标准中1/2码率的LDPC码为例,分析了低密度奇偶校验码(LDPC)译码算法的特点,提出了在译码器的FPGA实现中采用乒乓操作的设计方法,优化译码器信道似然比信息存储模块结构,交替接收两帧数据,使译码器不间断地工作,提高了硬件资源利用率,使译码器的吞吐量增加一倍.     

基于FPGA的循环冗余校验算法实现

循环冗余校验(CRC)码是数据通信中广泛应用的一种差错检测码。在介绍CRC原理的基础上,以常见的CRC-16为例,用VerilogHDL硬件描述语言设计该算法。利用Altera公司的EDA开发工具软件QuartusII6.0,给出仿真波形图以及可以共享的模块,该模块既是CRC码生成器,又是待校验数据的校验器。仿真结果表明,这是一种实现CRC算法的有效方法,其工作频率可达到420.17MHz。     

Review of advanced FPGA architectures and technologies

Field Programmable Gate Array （FPGA） is an efficient reconfigurable integrated circuit platform and has become a core signal processing mieroehip device of digital systems over the last decade. With the rapid development of semiconductor technology, the performance and system inte- gration of FPGA devices have been significantly progressed, and at the same time new challenges arise. The design of FPGA architecture is required to evolve to meet these challenges, while also taking advantage of ever increased microchip density. This survey reviews the recent development of advanced FPGA architectures, including improvement of the programming technologies, logic blocks, intercon- nects, and embedded resources. Moreover, some important emerging design issues of FPGA archi- tectures, such as novel memory based FPGAs and 3D FPGAs, are also presented to provide an outlook for future FPGA development.     

基于FPGA的LDPC码编译码器联合设计

该文通过对低密度校验(LDPC)码的编译码过程进行分析,提出了一种基于FPGA的LDPC码编译码器联合设计方法,该方法使编码器和译码器共用同一校验计算电路和复用相同的RAM存储块,有效减少了硬件资源的消耗量。该方法适合于采用校验矩阵进行编码和译码的情况,不仅适用于全并行的编译码器结构,同时也适用于目前广泛采用的部分并行结构,且能够使用和积、最小和等多种译码算法。采用该方法对两组不同的LDPC码进行部分并行结构的编译码器联合设计,在Xilinx XC4VLX80 FPGA上的实现结果表明,设计得到的编码器和译码器可并行工作,且仅占用略多于单个译码器的硬件资源,提出的设计方法能够在不降低吞吐量的同时有效减少系统对硬件资源的需求。