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。     

DTMB中LDPC码编译码器的FPGA实现

针对数字地面多媒体广播标准中的低密度奇偶校验(LDPC)码,设计实现了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的LDPC码编译码器。设计所采用的编译码器方案均采用部分并行结构,在吞吐量与硬件复杂度之间达到了较好的折中。进一步,实现了用于LDPC码性能测试的误码测试硬件系统。基于FPGA的硬件实现结果表明,针对码率为0.4的LDPC码,设计的编译码器可工作在160MHz的时钟频率下,以译码前的数据量计算,吞吐量达到214Mbps。当误比特率为10-6时,实现的6比特量化译码器与浮点译码器的性能差距仅为0.05d B。     

多码率多边类型LDPC码译码器的设计与实现

提出了一种固定码长的多码率多边LDPC码译码器,该译码器采用对校验比特信息进行间隔删余的算法实现其多码率译码,并设计了一种适合多码率多边LDPC码的部分并行译码结构。基于该结构在FPGA平台上实现了码长为640 bit,码率为0.5～0.8的多边LDPC码译码器。     

RS码与LDPC码的联合迭代译码

针对RS码与LDPC码的串行级联结构,提出了一种基于自适应置信传播(ABP)的联合迭代译码方法.译码时,LDPC码置信传播译码器输出的软信息作为RS码ABP译码器的输入;经过一定迭代译码后,RS码译码器输出的软信息又作为LDPC译码器的输入.软输入软输出的RS译码器与LDPC译码器之间经过多次信息传递,译码性能有很大提高.码长中等的LDPC码采用这种级联方案,可以有效克服短环的影响,消除错误平层.仿真结果显示:AWGN信道下这种基于ABP的RS码与LDPC码的联合迭代译码方案可以获得约0.8 dB的增益.     

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.     

多元LDPC码串行译码算法在光纤通信中的应用

将串行BP译码算法用在多元LDPC码中,降低了在光纤传输系统中的译码延时.详细介绍了在多元LDPC码中的串行BP译码算法和光纤通信系统的仿真模型.给出了在采用串行BP算法的LDPC译码器中,译码最大迭代数量对译码性能的影响,比较了采用传统的BP算法扣串行BP算法时LDPC译码器的性能.结果表明,采用串行BP算法确实能够提升LDPC译码器的收敛速度.     

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。     

光通信系统中LDPC码的构造及其编译码算法分析

针对低密度奇偶校验（LDPC）码的相关理论和LDPC码自身特性以及光通信系统具有低噪声、高信噪比的传输特点进行分析后,提出了光通信系统中LDPC码型的构造方法,这为光通信系统中LDPC码型的构造和仿真分析奠定了基础。并对光通信系统中LDPC码的编译码算法进行了深入分析与研究,得到一些有利于降低其编译码算法复杂度的重要结论,这有助于降低其编译码器的设计与实现复杂度。     

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.     

IEEE802.16e标准LDPC译码器设计与实现

LDPC码自在上个世纪90年代被重新发现以来,以其接近香农极限的差错控制性能,以及译码复杂度低、吞吐率高的优点引起了人们的关注,成为继Turbo码之后信道编码界的又一研究热点。利用FPGA设计并实现了一种基于IEEE802.16e标准的LDPC码译码器。该译码器采用偏移最小和（Offset Min-Sum）算法,其偏移因子β取值为0.125,具有接近置信传播（Belief Propagation）算法浮点的性能。译码器在结构上采用了部分并行结构,可以灵活支持标准中定义的所有码率和码长的LDPC码的译码。此外,该译码器还支持对连续输入的数据块进行处理,并具有动态停止迭代功能。硬件综合结果表明,该译码器工作频率为150MHz时,固定15次迭代,最低可达到95Mb/s的译码吞吐率,完全满足802.16e标准的要求。     

一种兼容Turbo码的LDPC解码器

提出了一种兼容Turbo码的低密度校验码(LDPC)解码器,它可以将Turbo码完全转化为LDPC码来进行解码,由于采用了校验分裂方法来处理由Turbo码转化而来的LDPC码中所存在的短环,从而使其解码性能优于联合校验置信度传递(JCBP)算法0.8 dB,仅仅比Turbo码专用的BCJR算法损失约为1dB.本文提出的通用解码器,为多系统兼容通信设备的应用提供了一种新的、灵活方便的实现途径.     

LDPC码全并行译码器的设计与实现

本论文用可编程逻辑器件(FPGA)实现了一种低密度奇偶校验码(LDPC)的编译码算法.采用基于Q矩阵LDPC码构造方法,设计了具有线性复杂度的编码器. 基于软判决译码规则,采用全并行译码结构实现了码率为1/2、码长为40比特的准规则LDPC码译码器,并且通过了仿真测试.该译码器复杂度与码长成线性关系,与Turbo码相比更易于硬件实现,并能达到更高的传输速率.     

基于FEC的LDPC编码在远距离光通信系统中的研究

在研究超强FEC的LDPC编码在光通信中的应用性能分析的基础上,设计了采用超强FEC技术的OTU,给出了LDPC编码器与译码器具体设计,最后进行了实验方案分析和LDPC码型在远距离光通信系统中的仿真。     

一种全并行LDPC译码器及FPGA实现方法

低密度校验(Low-Density Parity-Check)码作为迄今为止性能接近香农限的前向纠错码(FEC)之一,在无线通信、卫星通信和无线网络技术等领域获得了广泛的应用。随着 5G 技术的发展,通信系统对传输速率的需求逐渐增加,更高的传输速率对 LDPC 译码器的吞吐量提出了更高的要求。本文给出了一种全并行 LDPC 译码器设计,并采用理论分析和仿真结果分析相结合的方法,对 LDPC 码的并行译码方法进行了研究,给出了全并行译码器的 FPGA 实现方法。     

基于FFT-BP算法的多元域LDPC码译码器设计与FPGA实现

GF(q)域上的LDPC码是二进制LDPC码的扩展,它具有比二进制LDPC码更好的纠错性能。FFT-BP算法是高效的LDPC码译码算法,本文在GF(4)域上探讨该算法的设计与实现。本文的创新之处在于,根据FFT-BP算法的特点设计了一种利用Tanner图进行信息索引的方式,简化了地址查询模块的设计。实验表明,在归一化信噪比为2.6dB时,译码器的误码率可达到10-6。     

多码率QC-LDPC译码器设计与实现

低密度奇偶校验码（LDPC）是目前最有效的差错控制手段之一,而其中准循环LDPC码（QC-LDPC）应用最为广泛。提出了一种通用的多码率QC-LDPC译码器设计方法,并在FPGA上完成了实现和测试。测试结果表明,该多码率译码器在资源占用不超过2种码率译码器资源之和的前提下能够有效支持至少3种码率;且工作时钟在110 MHZ时,固定迭代次数为16次,该译码器的吞吐率能保持在110 Mb/s以上。     

Block-LDPC: a practical LDPC coding system design approach

This paper presents a joint low-density parity-check (LDPC) code-encoder-decoder design approach, called Block-LDPC, for practical LDPC coding system implementations. The key idea is to construct LDPC codes subject to certain hardware-oriented constraints that ensure the effective encoder and decoder hardware implementations. We develop a set of hardware-oriented constraints, subject to which a semi-random approach is used to construct Block-LDPC codes with good error-correcting performance. Correspondingly, we develop an efficient encoding strategy and a pipelined partially parallel Block-LDPC encoder architecture, and a partially parallel Block-LDPC decoder architecture. We present the estimation of Block-LDPC coding system implementation key metrics including the throughput and hardware complexity for both encoder and decoder. The good error-correcting performance of Block-LDPC codes has been demonstrated through computer simulations. With the effective encoder/decoder design and good error-correcting performance, Block-LDPC provides a promising vehicle for real-life LDPC coding system implementations.     

LDPC码译码器的设计与实现

由于传统的LLR BP译码算法不易于FPGA实现,为了降低实现复杂度,采用一种改进的LLR BP译码实现方法,设计了一种码长为40、码率为0.5的规则LDPC码译码器,并完成了FPGA仿真实现.仿真和综合的结果表明,所设计的译码器吞吐量达到15.68 Mbit/s,且译码器的资源消耗适中.