wifi系统中qcldpc编码算法地研究及fpga实现

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1、分类号密级注1UDC学位论文WIFI系统中QC-LDPC编码算法研究与FPGA实现（题名和副题名）李锐（作者姓名）指导教师李广军教授电子科技大学成都申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2014.05.12论文答辩日期2014.05.21学位授予单位和日期电子科技大学2014年6月日答辩委员会主席评阅人RESEARCHOFQC-LDPCENCODINGALGORITHMINWIFISYSTEMANDITSFPGAIMPLEMENTATIONAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnolog

2、yofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemAuthor:LiRuiAdvisor:Prof.LiGuangjunSchool:SchoolofCommunicationandInformationEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，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

3、谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要LDPC码的全称是低密度奇偶校验码，它是线性分组码的一种，目前在通信领域得到了广泛的应用，为多种标准所采用。同Turbo码一样，它有着接近香农限的优异性能，并且LDPC码的误码率可以通过多次迭代译码的

4、方法来有效地降低。LDPC码的校验矩阵具有稀疏特性，有利于简化编码时的计算复杂度，而QC-LDPC码则是通过对基础矩阵进行循环移位而得到的一种具有循环特性的LDPC码，这种循环特性使它减少了编译码过程中存储校验矩阵所需要的存储空间，进一步的简化了编译码的过程。本文所要实现的是基于WIFI系统的数据传输，需要较高的吞吐率与时钟频率，较低的误码率以及可接受的资源消耗。为解决这一问题，本文选择了QC-LDPC码的Efficient编码算法，并对该算法进行了硬件实现，最后给出了具体的硬件指标。在对线性分组码的相关概念进行介绍之后，本文简述了LDPC码的概念、分类以及编译码的基本原理。然后

5、分析了通过生成矩阵进行编码的LDPC编码算法的复杂度，并与Efficient编码算法的复杂度进行了对比，前者复杂度为O()，后者为O(n)。基于系统的需求，本文选择了Efficient算法来进行LDPC码的编码。针对该算法，本文给出了QC-LDPC编码器的设计方案以及个子模块的电路结构，并对各模块进行了功能仿真。设计的编码器可以兼容四种码率，编码器顶层接口时序的正确性也通过功能仿真得到了验证。在进行测试与验证时，本文将编码器编码产生的码字与相关控制信息通过串口一起传回PC，通过Matlab来分析编码结果是否正确，以此完成验证过程。文中给出了验证平台中各模块的设计方案，最后得到了验

6、证结果以及编码器所能达到的硬件指标本文所设计的QC-LDPC编码器达到了系统要求，最后实现的指标如下：输入位宽32bit；输出位宽96bit；稳定时钟频率200MHz，最高时钟频率250MHz，关键路径延迟为3.761ns；吞吐率为5Gbps；码长2304bit，码率为5/6时，在信噪比-7为3dB的情况下，通过BP译码算法进行译码后，所得的误码率为10，满足系统所提出的指标要求。关键词：低密度奇偶校验码，准循环，Efficient编码算法，现场可编程门阵列IABSTRACTABSTRACTThefullnameofLDPCcodeislowdensityparitycheckc

7、ode,itisakindoflinearblockcodeandiswidelyusedintheareaofcommunication,LDPCcodeisalsoadoptedbyseveralcommunicationstandards.IthastheoutstandingperformancetoapproachtheShannonlimit,justliketheTurbocode.ThecheckmatrixofLDPCcodehasthepropertiesof