非结构化ldpc码的fpga设计与实现

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1、非结构化LDPC码的FPGA设计与实现作者姓名贺岩导师姓名、职称李颖教授一级学科信息与通信工程二级学科通信与信息系统申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月107011201120183学号学校代码TN911.22密级公开分类号西安电子科技大学硕士学位论文非结构化LDPC码的FPGA设计与实现作者姓名：贺岩信息与通信工程 一级学科：二级学科：通信与信息系统学科类别：工学硕士指导教师姓名、职称：李颖教授提交日期：2014年12月FPGADesignandImplementationofUnstruc

2、turedLDPCCodeAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinInformationandCommunicationEngineeringByHeYanSupervisor:Prof.LiYingDec.2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果

3、。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允

4、许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要低密度奇偶校验(Low-DensityParity-Check,LDPC)码具有优异的性能，且译码涉及的数据运算简单，该类码字的FPGA实现已经广泛应用于数字电视和通信等领域。非结构化LDPC码检验矩阵中非零元素的分布没有任何规律，因而比结构化LDPC码的性

5、能较好。但是，由于非结构化码字的校验矩阵没有循环结构或者准循环结构，增加了非结构码字在逻辑设计与实现中的复杂度，同时矩阵中“1”不规律的分布增加了FPGA实现的逻辑设计难度。因此，本文重点研究了非结构化码字的逻辑设计与实现，并提出一种基于行列置换的映射方法，以降低不规律度分布的影响，减少对码字译码性能的影响，能够有效地降低实现复杂度。本文的主要内容如下：首先，介绍了两种不同结构的LDPC码，详细推导了几种性能较好的译码算法，并针对同一组码字给出了使用不同算法时的性能比较结果。然后，比较了不同结构的码字在逻辑设

6、计与实现中的优缺点，并且提出了一种基于行列置换的映射方法，以简化非结构化LDPC译码器的逻辑设计，有效降低FPGA实现的难度，还具体地分析了量化方案和译码算法中几个关键参数对码字性能的影响。最后，根据本文提出的用于简化逻辑的映射方法，基于串行结构设计并完成了非结构化(548,274)LDPC译码器的逻辑设计，并进行综合仿真和布局布线，可以较准确地译出码字。针对非结构化LDPC译码器的FPGA设计与实现，本文提出了一种并行设计思路以解决定点数寻址的冲突问题，从而获得较高的数据处理速率。经实际下板验证，非结构化(

7、548,274)LDPC译码器可以正常工作，最高工作频率为213.549MHz，经计算数据吞吐率可达20Mbps左右。关键词：非结构化，映射方法，FPGA，并行，简化逻辑论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTLowdensityparitycheck(LDPC)codehasagooddecodingperformance,anditsdecodingcomplexityislow.TheFPGAimplementationofLDPCcodeshasbee

8、nseriouslyadoptedindigitaltelevisionanddeep-spacecommunications.ComparedwithstructuredLDPC,non-structuredLDPChasabetterdecodingperformancebecauseofitsrandomness,butitscheckmatrixhasnotcyclicstructureor