ldpc码译码算法的优化及译码器的设计

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1、学校代码：10255学号：2121127LDPC码译码算法的优化及译码器的设计OPTIMIZATION0FDECODINGALGOIUTHMANDDECODERDESIGNFORLDPCCODES学科专业：电气工程作者姓名：崔伟伟指导教师：蒋学芹答辩日期：2014／5／30东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己明确注明和引用的内容外，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及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内

2、容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：撕日期：乞b肚年石月乎日撇学学位论文版权使用授权书煳熘学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在一年解密后适用本版权书。本学位论文属于／不保密∥学位论文作者签名：日期：沙堆年‘月名日指剥嗽郁戋日期：怍年石月年日＼LDPC码译码算法的优化及译码器的

3、设计摘要在信道编码领域，LDPC(LowDensityParityCheck，LDPC)码因其设计灵活、译码简单、容量近香农极限等优异性能获得了广泛的关注，已经被许多高速数据传输系统采用为前向纠错技术。论文以LDPC码的译码算法及译码器中校验节点的硬件结构为研究对象，主要研究内容如下：本文首先介绍了信道编码理论的基础知识，接着引出LDPC码，并介绍了LDPC码的表示方法、构造方法以及编码方法。其次，本文介绍了LDPC码的译码算法，并对译码算法进行了MATLAB仿真，分析算法纠错性能。在介绍译码算法的过程中，首先介绍了BP译码算法以及LLR

4、．BP译码算法。由于上述算法的硬件实现复杂度比较高，本文还介绍了最小和(Min—Sum)译码算法。由于Min．Sum译码算法的纠错性能相比BP算法和LLR．BP算法有所下降，本文又介绍了Min—Sum译码算法的优化算法，并对优化算法的参数选取进行了分析及仿真。本文将主要研究Min．Sum译码算法及其硬件实现。然后，根据Min．Sum译码算法及其优化算法，提出了校验节点处理单元的硬件优化方案。根据现有的TS(TreeStructure)方案提出了MTS(ModifiedTS)方案。MTS方案能够以更少的硬件消耗寻找最小值、次小值以及最小值的

5、位置索引值。该方案能较大程度上降低Min．Sum译码算法在校验节点的硬件消耗，降低译码器的硬件复杂度。接下来，本文对归一化Min—Sum译码算法以及MTS方案进行了硬件设计。采用自顶向下的设计方法设计了LDPC译码器，详细的给出了其结构框图及译码功能模块的实现方式，并利用ISE14．3、Matlab、Modelsim和SynplifyPro等软件对LDPC码译码器各个功能模块和顶层模块分别做了逻辑综合和时序仿真。本文的仿真平台为Nexys3Spartan．6FPGA开发板，其中芯片型号为XC6SLXl6。最后，对本文的主要内容及所做的工作

6、进行了总结，并对未来需要研究的工作进行了简要的介绍。关键词：LDPC码，Min—Sum译码算法，最小值，次小值，译码器oPTIMIZATIoNOFDECoDINGALGoRITHMANDDECoDERDESIGNFoRLDPCCODESABSTRACTInthechannelcodingarea,LDPC(Low-densityparity—check)codeshavearemarkablecapacity—approachingperformancewithiterativedecodingoverAWGN(Additive、Ⅳhit

7、eGaussianNoise)channel，andhavebeenadoptedillstheforwarderrorcorrectiontechniquebymanyhighspeedtransmissiontechnologies．ThisthesisfocusesontheresearchandimplementationofLDPCoptimizeddecodingalgorithm，ourresearchresultdecreaseshardwarecomplexityinchecknodeprocessingunit．The

8、researchconcemsinthisthesisareasfollows：Firstly，thisthesisintroducessomebasicknowledgeofthechann