基于LDPC码自适应译码器设计与实现.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目基于LDPC码自适应译码器设计与实现专业学位类别工程硕士学号201222010429作者姓名陈一宁指导教师林水生教授分类号密级UDC注1学位论文基于LDPC码自适应译码器设计与实现（题名和副题名）陈一宁（作者姓名）指导教师林水生教授电子科技大学成都申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2015.05.11论文答辩日期2015.5.19学位授予单位和日期电子

2、科技大学2015年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DESIGNANDIMPLEMENTIONofADAPTIVELow-DensityParity-Check(LDPC)CODEDECODERAMasterDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:YiningChenAdvisor:Prof.ShuishengLinSchool:SchoolofCommunication&Information

3、Engineering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

4、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：年月日摘要摘要在频带资源日益短缺的现代，如何在保证可靠性的前提下尽量提高系统有效性是通信领域的研究课题之一。为保证可靠性，通常采用信道编码技术，低密度奇偶校验码（LDPC码）具有极强的纠错能力和较低的误码平层，是目前备受关注的信道编码方案；为提高有效性，自适应技术根据信道状态的优劣，动态调整发射参数，能够有效提高系统频带利用率。基于自适应LDPC码的通信系统能够在保证通信质量的前提下有效利用频带资源，具有较高的研究价值。本文首先介绍了LDPC码的基本理论，校验矩阵构造，并对准循环L

5、DPC（QC-LDPC）码的矩阵特性与编码算法进行了分析。深入研究了LDPC码译码算法的硬判决译码算法与软判决译码算法原理，对多种译码算法的计算复杂度与硬件实现复杂度进行了全面比较分析，通过仿真对比各译码算法纠错性能，综合考虑译码性能与复杂度，将GDBF译码算法与归一化最小和译码算法作为硬件实现对象。针对GDBF算法的译码流程进行改进，简化多比特反转译码模式转为单比特译码模式时对目标函数进行计算的步骤，使该算法更适合硬件实现。其次对LDPC译码器自适应参数：调制阶数，码长码率与最大迭代次数进行仿真，分析其对译码器纠错性能的影响，并基于SNR的门限判别法，参考信噪比-误码率仿真结果确定译码器在

6、不同信道状态对应自适应方案。对译码算法的归一化系数与初始信息量化方案等硬件实现所需系数进行仿真分析，确定译码器硬件实现的方案。最后结合QC-LDPC码校验矩阵结构化特点，针对自适应可配置译码器设计需求，采用部分并行架构实现基于归一化最小和译码算法与改进GDBF译码算法的LDPC码自适应译码器。译码器可根据校验矩阵H，按照自适应方案灵活配置码长码率，调整最大迭代译码次数。对译码器进行整体设计的基础上，划分各模块功能，完成了支持12种可配置方式的LDPC码译码器代码编写，通过功能仿真验证。最后利用硬件平台terasicDE3完成了译码器的板级测试。归一化最小和译码算法平均吞吐率可达400Mbps

7、以上，改进GDBF译码算法的LDPC码自适应译码器平均吞吐率可达1Gbps以上，硬件资源消耗相对较低。关键词：QC-LDPC；归一化最小和译码算法；GDBF译码算法；自适应编码调制IABSTRACTABSTRACTHowtomaximizetheeffectivenessofsystemswhileensuringreliabilityisoneofthetopicsinthefieldofcommunica