abs-s信道解调芯片中ldpc译码器的研究与硬件实现

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1、国内图书分类号：TN47国际图书分类号：621.3.049.77工学硕士学位论文ABS-S信道解调芯片中LDPC译码器的研究与硬件实现硕士研究生：陈金雷导师：张岩教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：微电子学与固体电子学所在单位：深圳研究生院答辩日期：2007年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN47U.D.C.:621.3.049.77DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringRESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFLDPCDECODER

2、INABS-SDEMODULATORCandidate：ChenJinleiSupervisor：Prof.ZhangYan：AcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringMicroelectronicsandSpecialty：Solid-StateElectronicsDateofOralExamination：December,2007University：HarbinInstituteofTechnology：哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要低密度奇偶校验码(LowDensity

3、ParityCheckCodes,LDPCCodes)是一种具有稀疏校验阵的线性分组码，它主要应用于无线数据传输和数据存储等领域。LDPC码是目前性能最好的信道纠错码之一。先进广播系统——卫星(AdvancedBroadcastSystem-Satellite，ABS-S)是我国自主开发的和具有中国特色的直播卫星传输技术，其采用了最新的前向纠错编码(即LDPC码)和调制技术，提供了接近香农限的信道容量。本文首先使用C语言设计了ABS-S信道解调芯片中LDPC码的编译码行为级浮点仿真模型。模型中的编码算法采用了世界上比较通用的近似下

4、三角编码算法，传输信道采用AWGN(AdditiveWhiteGaussianNoise，加性高斯白噪声)信道模型，LDPC译码算法采用浮点的置信传播算法。模型中将译码器的输出与仿真模型中编码器的结果进行对比，判断译码结果是否正确，并做记录。在利用该模型进行了大量(每一个码率做10万个码字的译码)的仿真工作之后，经分析得出了ABS-S信道解调芯片中的LDPC码纠错性能的理论值。之后在浮点模型的基础上设计了译码器的定点行为级仿真模型，模型中采用了最小和译码算法，利用该模型对译码器进行定点仿真，最终依照定点仿真的结果确定了硬件实现的位

5、宽。根据ABS-S信道解调芯片中LDPC码校验矩阵的结构特点设计了十个码率复用的译码器。依照定点仿真的结果确定硬件实现的位宽，使用Verilog硬件描述语言对ABS-S信道解调芯片中LDPC码的的译码器编写了RTL级的代码，译码算法采用在定点模型中使用的最小和算法。利用Cadence公司的NC-Verilog仿真器对设计进行了仿真，同时将RTL仿真中的测试向量输入到LDPC译码器定点行为级仿真模型中，将两者的仿真结果进行对比，结论显示本文设计的硬件电路正确地实现了ABS-S信道解调芯片中LDPC码译码器的功能。本文利用ISE9.1

6、i集成开发环境对LDPC码译码器进行了综合和优化，布局布线后提取出网表并进行了时序仿真，经验证结果正确后在Xilinx公司的Virtex4xc4vlx100型FPGA芯片上对该译码器进行了原型验证。关键词LDPC码；纠错码；ABS-S；LDPC译码器I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractLowDensityParityCheckcode(LDPCCodes)isatypeoflinerblockerrorcorrectingcodewithverysparseparitycheckmatrix.Ithasbeenused

7、invariousreal-lifeapplicationssuchasmagneticstorageandhigh-throughputwirelesscommunication.Utillnow,LDPCcodeisoneofthebesterrorcorrectingcode.AdvancedBroadcastSystem-Satellite(ABS-S),theChinesedigitalTVsatellitebroadcastingstandard,hasadoptedthelatesttechniqueofchanne

8、lcoding(LDPCcode)andmodulating,whichhasthecapacityofapproachingtheShannonlimit.Atfirst,afloat-pointbehaviouralmoduleofLDPCen