高速turbo乘积码编译码算法及其fpga实现

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1、高速Turbo乘积码编译码算法及其FPGA实现作者姓名梁建锋导师姓名、职称白宝明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11月学校代码10701学号1201120064分类TN82号TN911.22密级公开西安电子科技大学硕士学位论文高速Turbo乘积码编译码算法及其FPGA实现作者姓名：梁建锋一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：白宝明教授提交日期：2014年11月HighThroughputEncodingandDecodingAlgorithmonTurbo

2、ProductCodesandFPGA-BasedImplementationAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinInformationandCommunicationsEngineeringByLiangJianfengSupervisor:Prof.BaiBaomingNovember2014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

3、进行的研究工作及取得的研究成果。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，允许查阅、借阅论文；学校可以

4、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Turbo乘积码（TPC）自1994年提出后，其优异的性能引起了研究人员的广泛关注。作为一种高效的前向差错控制（FEC）信道编码技术，TPC在码率、译码性能和硬件复杂度方面具有很大的优势，具有不错的应用前景。随着通信技术的迅猛发展，人们对数据传输速率的要求越来越高。传统的串行TPC译码器占用资源较少，但是译码延时太大，很难满足高速的要求，

5、人们纷纷把目光转向并行译码器。TPC的码字特点使其很容易提高并行度，但是单纯的行列并行译码需要使用大量的存储资源，且控制比较复杂。本文中我们提出了一种新的并行译码器，大大提高了TPC译码器的吞吐量。在实现中使用了多种实现高速的设计方法：采用新的译码器结构减少行列译码之间的时延；设计了一种每个时钟可以处理一行码字的分量码译码器；分量码译码器找最不可靠位时采用快速排序减少时延；比较候选码字相关度量确定最优码字和竞争码字时采用快速排序减少时延等。这些技术可以显著提高译码器的吞吐量。本文结合中国电子科技集团公司第十研究所的合作课题，采用VHDL作为开发语言，在Xilinx

6、Virtex-5系列的xc5vlx330芯片上实现了三种不同码率的TPC编译码器：(32,26,4)(32,26,4)TPC、(64,57,4)(32,26,4)TPC和(64,57,4)(64,57,4)TPC，并且把它们合成一个码率兼容的编译码器，通过一个mode信号的不同输入进行不同的码字选择。译码器总资源只是略高于占用资源最多的单个编译码器，实现了资源的最优化。经测试，三种TPC的吞吐量分别为315Mbps、502Mbps和1083Mbps，实现了Gbps量级吞吐量的译码器。关键词：Turbo乘积码，并行译码器，Chase算法，FPGA，码率兼容编译

7、码器论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTTurboProductCode(TPC),proposedin1994,hasarousedwideconcernamongresearchersforitsexcellentperformances.Asanefficientforwarderrorcontrol(FEC)channelcodingtechnologywhichhasagreatdealofflexibilityintherate,decodingperformanceandhardwarecompl

8、exity