多码率LDPC码高速译码器的设计与实现

低密度奇偶校验码(LDPC码)以其接近香浓极限的性能得到了广泛的应用.如何在.FPGA上实现多码率LDPC码的高速译码,则是LDPC码应用的一个焦点.本文介绍了一种多码率LDPC码及其简化的和积译码算法;设计了这种多码率LDPC码的高速译码器,该译码器拥有半并行的运算结构和不同码率码共用相同的存储单元的存储资源利用结构,并以和算法与积算法功能单元同时工作的机制交替完成对两个码字的译码,提高了资源利用率和译码速率.最后,本文采用该结构在FPGA平台上实现了码长8064比特码率7/8、6/8、5/8、4/8、3/8五个码率的多码率LDPC码译码器.测试结果表明,译码器的有效符号速率达到200Mbps.     

基于信息截断的低复杂度多进制LDPC码译码器

针对多进制低密度奇偶校验(LDPC)码译码算法实现复杂度较高的问题,基于简化增强串行广义比特翻转译码算法(SES-GBFDA),提出将每个符号的对数似然值截断为有限值进而有效减少存储需求和计算复杂度的译码算法,即截断SES-GBFDA.对于定义在伽罗华域GF(32)上的多进制LDPC码译码器,将基本更新单元的数量由32...     

多码率QC-LDPC译码器设计与实现

低密度奇偶校验码（LDPC）是目前最有效的差错控制手段之一,而其中准循环LDPC码（QC-LDPC）应用最为广泛。提出了一种通用的多码率QC-LDPC译码器设计方法,并在FPGA上完成了实现和测试。测试结果表明,该多码率译码器在资源占用不超过2种码率译码器资源之和的前提下能够有效支持至少3种码率;且工作时钟在110 MHZ时,固定迭代次数为16次,该译码器的吞吐率能保持在110 Mb/s以上。     

多码率国标发射机信道编码器的设计与实现

提出了一种三码率、低复杂度、可扩展的国标数字电视信道编码器的结构,并采用Altera公司的Stratix芯片实现。该编码结构主要采用自顶向下的设计方法,通过对编码算法、编码结构进行优化调整,取得了编码器硬件实现中的资源占用与编码效率的平衡。通过Verilog时序仿真分析表明,该编码器信息吞吐率为50Mbit/s,具有较高的实用价值。     

DTMB中LDPC码编译码器的FPGA实现

针对数字地面多媒体广播标准中的低密度奇偶校验(LDPC)码,设计实现了基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的LDPC码编译码器。设计所采用的编译码器方案均采用部分并行结构,在吞吐量与硬件复杂度之间达到了较好的折中。进一步,实现了用于LDPC码性能测试的误码测试硬件系统。基于FPGA的硬件实现结果表明,针对码率为0.4的LDPC码,设计的编译码器可工作在160MHz的时钟频率下,以译码前的数据量计算,吞吐量达到214Mbps。当误比特率为10-6时,实现的6比特量化译码器与浮点译码器的性能差距仅为0.05d B。     

5G LDPC码译码器实现

该文介绍了5G标准中LDPC码的特点,比较分析了各种译码算法的性能,提出了译码器实现的总体架构：将译码器分为高速译码器和低信噪比译码器。高速译码器适用于码率高、吞吐率要求高的情形,为译码器的主体;低信噪比译码器主要针对低码率、低信噪比下的高性能译码,处理一些极限情形下的通信,对吞吐率要求不高。分别对高速译码器和低信噪比译码器进行了设计实践,给出了FPGA综合结果和吞吐率分析结果。     

5G LDPC码译码器实现

该文介绍了5G标准中LDPC码的特点,比较分析了各种译码算法的性能,提出了译码器实现的总体架构：将译码器分为高速译码器和低信噪比译码器。高速译码器适用于码率高、吞吐率要求高的情形,为译码器的主体;低信噪比译码器主要针对低码率、低信噪比下的高性能译码,处理一些极限情形下的通信,对吞吐率要求不高。分别对高速译码器和低信噪比译码器进行了设计实践,给出了FPGA综合结果和吞吐率分析结果。     

WiMAX中多码率LDPC解码器的设计与实现

针对WiMAX中多码率LDPC码,提出一种多码率LDPC解码器结构,并且在FPGA上实现了该解码器.实验结果表明:该解码器完全可以满足IEEE802.16e标准中多码率的实现要求,而且具有高吞吐率、高性能的特点.     

LDPC译码器的Impulse C编程设计

提出了一种对LDPC码(低密度奇偶校验码)译码器进行FPGA(现场可编程门阵列)设计的新方案.不同于采用传统硬件描述语言方法,该方案基于最新一代从Impulse C编程到硬件编译的便捷技术,在Xilinx Virtex2芯片XC2V2000上实现了1/2码率、码长2500的(3,6)LDPC码译码器.最大迭代次数为10次,主频50 MHz时,数据吞吐量可达10Mbit/s,能够满足第三代移动通信系统对译码速率的要求.     

基于MS-offset的多边类型LDPC码译码算法研究

介绍了多边类型LDPC码,对一种易于硬件实现简化的最小和积补偿算法（MS-offset算法）进行研究并应用在多边类型LDPC码中,通过算法仿真完成了其性能对比分析,利用Verilog语言完成该算法的实现。该算法简化了硬件实现的复杂度,降低了资源消耗。     

一种高效的多码率LDPC译码器的设计

利用最小和算法(Min-Sum Algorithm,MSA),提出了一种存储高效的、低复杂度的多码率LDPC译码器.通过引入映射网络和地址产生器,采用流水线设计,降低了硬件实现复杂度,减少了存储需求量,提高了系统吞吐量.通过资源复用,在不增加存储器的情况下,实现了码率可调.采用该结构,在FPGA上实现了一个适合中国移动多媒体广播(CMMB)标准的LDPC译码器,1/2码率10次迭代时,吞吐量可达70.5Mb/s,3/4码率15次迭代时,吞吐量可达73.2 Mb/s.     

中长帧非规则LDPC码译码器的FPGA实现

LDPC(低密度奇偶校验码)是一种优秀的线性分组码,是目前距香农限最近的一类纠错编码。与Turbo码相比,LDPC码能得到更高的译码速度和更好的误码率性能,从而被认为是下一代通信系统和磁盘存储系统中备选的纠错编码。简要介绍了适于硬件实现的LDPC码译码算法,并基于软判决译码规则,使用Verilog硬件描述语言,在X ilinx V irtex2 6000 FPGA上实现了码率为1/2、帧长504bit的非规则LDPC码译码器。     

LDPC码译码器的设计与实现

由于传统的LLR BP译码算法不易于FPGA实现,为了降低实现复杂度,采用一种改进的LLR BP译码实现方法,设计了一种码长为40、码率为0.5的规则LDPC码译码器,并完成了FPGA仿真实现.仿真和综合的结果表明,所设计的译码器吞吐量达到15.68 Mbit/s,且译码器的资源消耗适中.     

基于Min-Sum近似算法的QC-LDPC译码器

由于BP算法中的非线性运算较复杂,实现中通常采用Min-Sum近似简化译码算法.针对译码过程中需要存储大量信息的问题,本文提出了一种基于Min-Sum近似算法的QC-LDPC译码器.通过重新安排Min-Sum近似算法中的运算,并将校验节点信息以一种压缩冗余的形式表示,大大减少了译码器所需的存储空间.针对QC-LDPC码校验矩阵准循环的特性,译码过程中以块为单位对信息进行更新,且可以实现多种消息传递调度策略.为进一步减少存储空间,对变量节点信息采用了非线性量化,根据密度演进理论对量化规则进行了优化.     

高码率LDPC码译码器的优化设计与实现

本文以CCSDS推荐的7/8码率LDPC码为例,提出了一种适于高码率LDPC码译码器的硬件结构优化方法。高码率的LDPC码通常也伴随着行重与列重的比例较高的问题。本方法是在拆分校验矩阵的基础上,优化常用的部分并行译码结构,降低了高码率LDPC码译码时存在的校验节点运算单元(CNU)与变量节点运算单元(VNU)之间的复杂度不平衡,并由此提高了译码器的时钟性能。实验证明,本文方案提供的结构与常用的部分并行译码结构相比,节省硬件资源为41％;采用与本文方案相同的硬件资源而未经矩阵拆分的部分并行译码方案的码速率为本文方案的75％。     

一种高速LDPC编译码器的设计与实现

分析了基于欧氏几何的LDPC码校验矩阵、生成矩阵的设计方法,讨论了硬件可实现的并行编码器、解码器应具有的结构特点。采用此方法设计了一个长度8176bit、码率3/4的LDPC码。该码字的编码矩阵、解码矩阵都为准循环矩阵,因此非常易于FPGA或ASIC实现,对RAM容量和逻辑单元数量的需求很小,理论吞吐率可达250Mb/s。建立了一个基于FPGA的码字性能测试平台,实测结果表明,该码字的误码平底至少在BER=10-9以下,其性能距离香农限不大于1.4dB。     

一种准循环LDPC解码器的设计与实现

面向准循环LDPC码的硬件实现,定点分析了各种解码算法的解码性能,偏移量最小和(OMS)算法具备较高解码性能和实现复杂度低的特点.提出一种基于部分并行方式的准循环LDPC解码器结构,在FPGA上利用该结构成功实现了WiMAX标准中的LDPC解码器.FPGA验证结果表明,采用该结构的解码器性能优良,实现复杂度低,数据吞吐率高.     

LDPC码的全并行概率译码

针对LDPC码和积译码算法运算量大、电路实现复杂度高,介绍一种新的LDPC译码实现结构——概率译码器。该结构结合随机运算思想,运算量大幅降低,电路布线实现压力减小,吞吐量显著提高,针对该算法的内部路由可能出现的死锁问题引入了边存储器（EM,Edge Memory）概念。在AWGN信道下,对上述方法进行了仿真验证,给出了新方案和旧算法的性能分析比较,结果显示该算法的性能相比传统LDPC译码器有近0.2 dB的性能损失,但译码复杂度得到显著降低。