基于FPGA的LDPC编解码技术研究

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1、分类号：TN929．12UDC：654．9密级：可公开编号：Q垒!QQ旦基于FPGA的LDPC编解码技术研究RESEARCHoNLDPCENCoNDINGANDDECoDINGTECHNOLOGYBASEDoNFPGA学位授予单位及代码：丝壹堡王太堂!!Q!垦鱼2研究方向：当通垡丕统堡途墨五绫遭鱼撞苤申请学位级别：王堂亟±论文起止时间：2012．09—2013．12研究生：刘广君长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《基于FPGA的LDPC编解码技术研究》是本人在指导教师的指导下，独立进

2、行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。储龋4选唑吐月竺日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人

3、授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。珞一尘三』年厂年出举蛆啦名签者师作导摘要空间光通信技术具有抗电磁干扰强、发射光束窄、方向性好、频带宽、成本低等一系列优点，越来越受到人们的重视。但是，空间光通信系统的性能容易受天气状况和环境噪声因素的影响，使通信系统的误码率提高，极大地约束了空间光通信技术的发展和应用。信道编码技术可以有效的降低系统的误码率。在差错控制编码领域，性能非常接近香农限(Shannon)的低密度奇偶校验码(LDPC)是

4、非常优越的好码，而且又具有码长与译码复杂度成线性关系、硬件实现复杂度低，高速率译码能力等诸多优点，逐渐成为差错控制编码的首选。本文将空间光通信技术和差错控制编码技术有机结合，在充分考虑空间光通信系统中PPM调制大气随机信道的特点和LDPC码的优点的情况下，利用FPGA硬件设计技术的发展，研究基于FPGA开放平台上LDPC码编解码技术在空间光通信系统中的应用。首先，本文研究了LDPC码的理论，主要有LDPC码的定义、表示方式、校验矩阵的构造和编译码原理，同时对空间光通信系统原理进行了简单介绍；其次，比较分析了LDPC码的

5、硬判决译码算法和软判决译码算法，并对不同译码算法进行了性能仿真分析，结果表明选择一种合适的编译码方案要综合考虑纠错性能和硬件实现复杂度之间的关系；再次，提出了基于FPGA硬件开发平台的Ⅱ旋转LDPC码编解码技术在空间光通信系统中应用的技术方案，并用Matlab软件对采用PPM调制的空间光通信系统进行建模和性能仿真分析，结果表明在基于PPM调制的大气信道中，采用Ⅱ旋转码编译码技术方案后的系统纠错性能有显著提高；最后，以FPGA硬件开发平台为基础，利用QuartusII9．1软件设计工具以及VerilogDHL语言完成了Ⅱ

6、旋转LDPC码编码器和译码器的设计和实现，并用Modelsim6．5软件进行了仿真验证。关键词：空间光通信，LDPC码，FPGA，PPM调制ABSTRACTSpaceopticalcommunicationhasaseriesofadvantagesincludingstrongresistancetoelectromagneticinterference，narrowbeam，gooddirectivity，wideband，lowcost，itgetspeople’Sattentionincreasingly．Bu

7、tthesystemperformanceofthespaceopticalcommunicationiSeasilyaffectedbyweatherconditionsandenvironmentalnoisefactors．thenincreasestheberofcommunicationsystem．Itmaygreatlyconstrainedthedevelopmentandapplicationofspaceopticalcommunicationtechnology．Channelcodingtech

8、nologycaneffectivelyreducebiterrorrateofthesystem．Inthefieldoferrorcontrolcoding，thelowdensityparitycheckcode(LDPC)isaverygoodcodeandtheperformanceisveryclosetotheSha