基于FPGA的DVB-S2通用LDPC编码器设计与实现

研究了一种用FPGA实现DVB-S2标准的LDPC码高速通用编码器的设计方法.设计采用流水线技术和全并行结构相结合的方法,提高了编码效率.FPGA仿真结果和综合报告表明,设计的LDPC码编码器具有通用性,能够针对DVB-S2中两种码长、11种码率的LDPC码进行编码,且时钟频率达到了114 MHz,适用于DVB-S2标准.     

基于DVB-S2的通用LDPC编码器的FPGA设计

针对DVB-S2标准中的LDPC码编码器,提出了一种基于FPGA的通用LDPC编码器设计,该编码器具有多码率通用的特点,并且利用IPCORE构造出多个ROM和RAM,实现了在同一信息位输入时所有与之关联校验位的并行处理,提高了编码速度.经试验测试表明,编码器能够稳定工作,处理速率约为63.371 Mbit/s,满足DVB-S2中不同码率下LDPC编码器的需求.     

LDPC在DVB-S2中的应用

介绍了LDPC码,并基于DVB-S2中LDPC码分析了该类码的构造、编码及解码原理,同时给出DVB-S2中LDPC码的结构及仿真结果.     

一种基于DVB-S2标准的LDPC缩短码

提出一种基于DVB-S2标准的LDPC缩短码,该码直接采用DVB-S2标准LDPC码的校验矩阵参数和编码算法,所提出的基于DVB-S2标准的LDPC缩短码无4环,具有良好的误码率性能,适用于移动数字电视系统.     

星地高速数传系统低复杂度可重构LDPC编码器设计

为满足近地轨道(LEO)卫星星地高速数传系统对高通量、低复杂度、高可靠性信道编码的应用需求,该文提出一种基于国际空间数据系统咨询委员会(CCSDS)近地卫星通信标准低密度奇偶校验(LDPC)码的低复杂度可重构编码器设计实现方案。通过对输入信息比特插0处理和拆分循环矩阵,并分析不同并行度编码的结构特点,实现了可重构编码方案,提高了编码器的灵活性和编码数据吞吐率;采用优化的移位寄存器累加单元,降低了编码器的整体硬件资源规模。在Xilinx FPGA上对提出的编码器进行了实现,结果表明,在125 MHz系统工作时钟下,编码数据吞吐率最高可达1 Gbps,归一化编码数据吞吐率与其它文献并行度相近的编码器相比提高了17.1%,其寄存器资源和查找表资源与相同平台已有方案相比分别降低了13.7%和14.8%。     

动态自适应低密度奇偶校验码译码器的FPGA实现

在复杂深空通信环境中,自适应能力的强弱对低密度奇偶校验(LDPC)码译码器能否保持长期稳定工作具有重要影响。该文通过对DVB-S2标准LDPC码译码器各功能模块的IP化设计,将动态自适应理论参数化映射到各功能模块中,实现动态自适应LDPC码译码器的设计。基于Stratix IV系列FPGA的验证结果表明,动态自适应LDPC译码器可以满足不同码率码长及不同性能需求下的译码。同时,单译码通道可以保证译码数据信息吞吐率达到40.9~71.7 Mbps。     

标准低密度奇偶校验码译码算法中量化结构

DVB-S2标准低密度奇偶校验码(LDPC)译码器在深空通信中面临着低复杂度、高灵活性及普适性方面的迫切需求。通过对LDPC译码算法中量化结构的研究,提出一种动态自适应量化结构的设计方法。该方法在常规均匀硬件量化的基础上,提出了修正化Min-Sum译码算法中的数据信息初始化及迭代译码的动态自适应量化结构,解决了DVB-S2标准LDPC码译码时存在的校验节点运算与变量节点运算之间的复杂度不平衡的问题,并由此提高了译码器的译码性能。实验证明,以DVB-S2标准LDPC码中码长为16 200,码率为1/2的为例,提供动态自适应量化结构与常规的均匀量化结构相比,节省硬件资源为4%。此外,动态自适应量化结构支持动态可配置功能,保证了DVB-S2标准LDPC译码器的灵活性及普适性。     

无短环不规则QC_LDPC码的快速编码及联合译码

基于不规则部分并行结构设计了一种高吞吐量,低复杂度,码长码率可变且去除四环的低密度奇偶校验LDPC码及其译码结构实现方案,该编码结构可针对不同码长的不规则部分并行结构LDPC码进行扩展,译码器采用缩放最小和定点(Sum-Min)算法实现译码,中间信息节点存储器地址采用格雷码编码,降低动态功耗;采用Xilinx公司的Virtex-5XC5Vt X150T-ff1156FPGA芯片设计了一款码长1 270,码率1 2的不规则部分并行LDPC码的编码器和译码器。综合结果表明:该编码器信息吞吐量为2.52 Gb/s,译码器在10次迭代的情况下信息吞吐率达到44 Mb/s。     

10 Gbps LDPC编码器的FPGA设计

该文针对准循环双对角结构的低密度奇偶校验(LDPC)码,提出了一种基于FPGA的高吞吐量编码器实现方法。提出了一种快速流水线双向递归编码算法,能显著提高编码速度;同时设计了一种行间串行列间并行的处理结构计算中间变量,在提高编码并行度的同时可有效减少存储资源的占用量;设计还针对多帧并行编码的情况优化了存储结构,有效复用了数据存储单元和RAM地址发生器,进一步提高FPGA的资源利用率。对一组码长为2304的IEEE 802.16e标准LDPC码,在Xilinx XC4VLX40芯片上,该方法可实现时钟频率200 MHz,信息吞吐量达10 Gbps以上的编码器,且占用不超过15%的芯片逻辑资源和50%左右的RAM存储资源。     

基于稀疏校验的DVB-S2标准LDPC码快速识别

针对DVB-S2（Digital Video Broadcasting-Satellite 2）标准低密度奇偶校验（LDPC）码的识别问题,提出了基于稀疏校验的快速识别方法。基于LDPC码编码矩阵的稀疏性,只有少量校验位和信息位有校验关系,因此只需要对少量的信息位进行校验即可。遍历不同的生成矩阵,并对多个码字的校验结果进行累积,通过对其校验累积量的分布特点实现不同码率LDPC码的识别。由于只采用了很少的信息位进行校验,因此算法计算量小,同时可以有效减少误码带来的影响。仿真结果表明所提算法有效且可以适应15%以上的误码,完全可以满足实际系统对LDPC码的检测需求。     

高速并行LDPC编码的FPGA实现

LDPC码具有优异的误码性能,并被很多协议采用,其中CCSDS规范就采用了LDPC码。符合CCSDS规范的LDPC码编码器的设计目的是满足卫星实际应用的需求,降低卫星信道传输的误码率。实现了8位并行LDPC码编码,并优化了矩阵信息的存储设计。在XC2V3000 FPGA实测中,8位并行编码吞吐量达到800 Mbps。     

800Mbps准循环LDPC码编码器的FPGA实现

本文提出了一种准循环低密度奇偶校验码的低复杂度高速编码器结构.通过利用循环矩阵的结构特性,增加少量的硬件开销就可以提高编码器的并行度,得到一种基于并行SRAA结构的编码算法,提高了编码器的吞吐量.这种编码方法的主要优点是复杂度较低,且编码延时小.在Xilinx Virtex 4 FPGA上实现了(8176,7154)有限几何LDPC码的编码器,吞吐量达到800Mbps.     

高效低功耗低并行度LDPC编码方法

低密度奇偶校验码(LDPC)是最接近香农极限的纠错码之一,具有优良的性能且被国际通信标准组织广泛采纳为信道编码。CCSDS推荐使用LDPC码作为近地空间和深空探测的信道编码方案。该文提出高效,低功耗,低并行度的LDPC编码方法。该方法通过采用插0和改变循环矩阵的结构实现了对CCSDS标准中推荐的校验矩阵子矩阵大小为奇数的LDPC码的低并行度编码。通过分析编码过程,提出了只对输入信息中的1有效信息位进行编码的方案,减少了编码中移位寄存器的移位次数,大幅度地降低了编码器功耗。文中采用FPGA实现了(8176, 7154)78LDPC码的编码器,结果显示在硬件开销略有增加的情况下,编码功耗大幅度下降,编码速率接近低并行度编码方案。     

一种准循环LDPC解码器的设计与实现

面向准循环LDPC码的硬件实现,定点分析了各种解码算法的解码性能,偏移量最小和(OMS)算法具备较高解码性能和实现复杂度低的特点.提出一种基于部分并行方式的准循环LDPC解码器结构,在FPGA上利用该结构成功实现了WiMAX标准中的LDPC解码器.FPGA验证结果表明,采用该结构的解码器性能优良,实现复杂度低,数据吞吐率高.