基于cmmbstimi标准ldpc编译码器设计和实现

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1、摘要LDPC(低密度奇偶校验)码是最接近香农限的信道编码算法，，但由子传统的LDPC码生成矩阵的随机性使其在硬件上难以实现。随着LDPC译码算法领域的研究日趋成熟和越来越易于硬件实现的发展趋势，LDPC译码器的VLSI实现才逐渐成为研究者关注的焦点。嚣前在众多LDPC译码算法中，BP-Based译码算法，也就是常说的“最小和”译码算法及其改进算法是最易于硬件实现的。多媒体技术和通信技术的共同发展使移动多媒体广播(俗称“手持电视”)成为如今发展的一个热点。2006年lo月，圈家广电总局芷式颁布了中囤移动多媒体广播系统f篱称“CMMB”)广播信道行业标准，

2、确定了采用我匡自主研发的移动多媒体广播传输技术(简称“STiMi”)。在CMMB—STiMi标准的信道纠错编码技术采用的是RS编码和自主研发的高度结构化低密度奇偶校验码(LDPC)技术。本文燕是基于以上新述的LDPC码自身的优越的纠错性能，针对CMMB．STiMi标准的高度结构化的LDPC码技术特点提出了高速率，性能优越的LDPC编码器和译码器的硬件结构和实现。标准要求编、译码器的数据吞吐量达到16Mbps。在有限硬件实现资源前提下，本文中编译码器的系统时钟都可达100MHz以上。译码器运篇了最夺和算法(BP．Based)的一种改进算法一好一化BP—B

3、ased的LDPC译码算法，采用了符合CMMB—STiMi标准要求的部分并行正则LDPC译码器结构。该设计方法在有限片上资源条件下通过一种独特的数据存储方式降低了控制逻辑复杂度，用相对其镌LDPC译码器较少的存储空阆，高效实现了LDPC译码过程中大规模数据存储调用，运算速率符合标准耍求，同时其硬件结构提高了硬件资源的使用效率。本设计的译码器FPGA实现采用了两套方案，分别使用了Xilinx公司的Virtex．IIXC2V6000和Virtex．4的XC4VLX80，硬件开发平台使用了项霉合作单位NXP公司东亚研究所提供的GMAP集成电路扳。性髭测试中，

4、在AWGN信道和BPSK的调制解调方式下，当码率为l／2时，在信噪比SNR为1．8dB时，误码率已经降至10。以下，在信噪比SNR为1．9dB时，误码率已经降至10-6以下；当码率为3／4时，在信嗓毙SNR为3．1dB时，误码率已经降至10-4以下。与浮点数仿真结果相比，本设计的LDPC译码器1／2码率性能差距只在0。ldB左右，3／4码率只在0．3dB左右。关键词：LDPC译码器，LDPC编码器，CMMB--STiMi，部分并行，BP．BasedABSTRACT∞PC(LowDensityPad霹Check)codeiskindofchannelco

5、dealgorithmwiththeperformanceofthemostclosetotheShannonlimit．WitllthedevelopmentofLDPCalgorithmwhichhasahardware-friendlytrend．theVLSIrealizationofLDPCdecoderisbecomingeverthefocusofresearchers。，nleformalversionofMobileMultimediaBroadcastingspecificationofChinaWaspublishedin2006

6、．Thisspecificationisappliedforthesatellite—terrestrialinteractivemulti—serviceinfi'astructure．ItisreferredasSTiMi．STiMiisatechniquespecificationforthemobilemultimediabroadcasting．InordertomeettherequirementsmultimediaserviceinthewirelessenvironmentsLDPCcodes，theFECcodeschemeclos

7、etoShannonlimitation，isadoptedinSTiMi．Basedonthehighlystructuredfeatureof王国pCcodeinC氧稔莲B—S曩轰震standard,weproposedthehardwarestructureandimplementofLDPCdecoderandencoderwithllighspeedupto100MHz．ThedecoderemploysthenormalizedBP-Baseddecodealgorithm，andpartially-parallelstructurefor

8、regularLDPCcodeinCMMB—S曩轰蠡standard．Withthespeci