基于Wishbone总线接口的LDPC码编码器设计

在传感器控制系统中,Wishbone是SOC的三大总线标准之一.文章采用可重构的方式设计了一种基于Wishbone总线的LDPC码编码器,可以运用到传感网的无线通讯中.该设计采用RU算法,减小了编码复杂度,将电路设计成流水线形式,可以根据编码器工作状态自适应地响应总线上的信号.对码率为1/2,码长为255、510和10...     

在线可编程准循环LDPC码高速编码器结构

为了实现宽带无线通信,提出了一种支持可变参数的准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)编码器结构,在保证很高的吞吐率的前提下实现了在线可编程。该编码器采用类CPU结构,设计专用指令集,并内嵌校验矩阵存储器。将编码算法归纳为3类基本运算,设计2条专用指令就可实现任意QC-LDPC编码。通过外部总线在线配置指令和校验矩阵存储器支持多种码率码长的编码。结果表明:该结构相对于原有纯逻辑电路的结构可以在较少的资源下实现吞吐率超过1G b/s的参数可配LDPC编码。     

5G LDPC编码器的低复杂度实现

针对5G LDPC编码因校验矩阵个数多、循环块大小取值多而导致编码器实现困难的问题,通过分析、优化由校验矩阵求取校验位的线性变换过程,提出一种面向片上系统(System-On-Chip, SoC)的编码器架构。在该架构下,编码器作为一个加速器,挂在主处理器的数据总线上。编码器包括控制器、基本图存储器、信息/校验位存储器、寄存器文件和3个运算器(移位器、求模器、加法器)。文中提出了基本图的存储方法和格式并对该编码器进行了FPGA实现。结果表明,该编码器具有低复杂度、中等吞吐率的特点。     

基于QR码的广义LDPC码的设计与译码算法的研究

广义低密度奇偶校验(generalized low-density parity-check,GLDPC)码可以降低原始低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的错误平层,但传统GLDPC码的构造方法会造成码率损失较大.鉴于此,采用平方剩余(quadratic residue,QR)码作为分量码,提出一种新颖的GLDPC码构造方法,并设计相应的译码算法.统计给定码字的陷阱集,并利用陷阱集挑选变量节点作为QR码的信息位;把QR码变量节点的校验位补全在原始LDPC码后,从而构造一种GLDPC码,设计出一种适合GLDPC码的两阶段译码算法.仿真结果表明,这种GLDPC码构造方法码率损失比较小,在BER为1×10-9时,GLDPC码与原始LDPC码相比,得到了约0.3 dB的增益.     

基于QR码和SPC码的双广义LDPC码构造及性能研究

为了降低低密度奇偶校验(low-density parity check, LDPC)码的错误平层,使其满足移动高清视频传输的极低误比特率(bit error rate, BER)要求,构造了一种基于平方剩余(quadratic residue, QR)码和单奇偶校验(single parity check, SPC)码的双广义LDPC(doubly-generalized LDPC, D-GLDPC)码。所构造的D-GLDPC码克服了有限码长的LDPC码性能不佳的问题以及广义LDPC(generalized LDPC, GLDPC)码的码率损失问题。基于QR码构造了准循环低密度奇偶校验(quasi cyclic LDPC, QC-LDPC)码,以QR码和SPC码作为分量码来构造D-GLDPC码,采用后验概率(a posteriori probability, APP)译码算法简化D-GLDPC码的译码。仿真结果表明,D-GLDPC码相比同码长同码率的LDPC码,在错误比特率和译码收敛速度上有明显的性能提升。     

调频频段数字音频广播（CDR）标准的LDPC编码器设计

本文根据2013年颁布的中国数字音频广播（CDR）中LDPC码的校验矩阵结构特点,提出一种基于生成矩阵的编码方法。该方法将生成矩阵转化为块准循环结构,并行化处理编码算法的行与列操作;采用存储器调用的控制策略,实现CDR标准中四种码率编码,提高了硬件资源的利用率。在Xilinx 公司的FPGA平台上进行了该编码器的设计,联合了ModelSim和MATLAB仿真软件进行验证。结果表明,该设计方法具有资源占用较少、功耗低、编码准确率高等特点,其吞吐量约为400Mbps,达到了CDR标准的LDPC编码要求。     

中国调频频段数字音频广播标准的LDPC编码器设计

根据2013年颁布的中国数字音频广播(CDR)中LDPC码的校验矩阵结构特点,提出一种基于生成矩阵的编码方法.该方法将生成矩阵转化为块准循环结构,并行化处理编码算法的行与列操作;采用存储器调用的控制策略,实现CDR标准中四种码率编码,提高了硬件资源的利用率.在Xilinx公司的FPGA平台上进行该编码器的设计,联合Model Sim和Matlab软件进行验证.结果表明,该设计方法具有资源占用较少、功耗低、编码准确率高等特点,其吞吐量约为400 Mbit,达到了CDR标准的LDPC编码要求.     

自适应码率QC-LDPC码编码器的FPGA实现

准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC codes)相比其他的LDPc码具有简单的编码结构,拥有较好的应用前景.通过构造校验矩阵设计了不同码率和不同帧长的具有系统结构的QC-LDPC码,并分析了这些码的性能,随后将编码过程分阶段引入主从控制模块及复用基本SRAA组,设计了变码率和变帧长的编码器,并用Verilog HDL语言在Spartan 3 3s1500fg676芯片上实现了编码器的设计.综合报告表明:在使用适中的硬件资源情况下,系统最大频率达到了174.856 MHz,能满足高速编码的要求.     

高码率下的规则准循环LDPC 码构造方法

介绍了一种基于有限几何LDPC 码构造高码率规则准循环LDPC 码的方法. 首先,将一个欧式几何 LDPC 码分解成由其子矩阵构成的矩阵. 其中每个子矩阵具有循环结构从而使其具有准循环结构. 然后,利用这 种结构构造了一个辅助矩阵来去除其中的6 环结构. 按照这种方法构造了3 种码长适中,码率分别为0.875、0.91 和0.92 的规则准循环LDPC 码. 仿真结果中,这些码的误码性能表明此方法有较好的效果.     

基于Matlab的LDPC码的研究

LDPC码是一种接近香农限的线性分组码。在研究LDPC码的基本理论的基础上,利用计算机仿真码长、列重和迭代次数影响LDPC码的性能。仿真结果表明:LDPC码长码的误码性能优于短码的误码性能,但当码长达到一定值后,再增加码长,LDPC码的误码率降低的幅度将不大;当码长较小时,增加列重,LDPC码的性能将变差;但当码长足够大时,增加列重,LD-PC码的性能将得到改善。若列重达到一定值时,随着列重增加LDPC码的性能将变差。增加译码迭代次数,LDPC码的性能将得到改善;但当迭代次数足够大时,再增加迭代次数,LDPC码的误码率将不会再降低。     

低密度校验码分层译码的密度演化算法

在对低密度校验码译码及密度演化算法研究的基础上,提出了分层译码的密度演化算法,对分层译码算法的噪声门限与收敛特性进行了仿真,并将分层译码与一般的置信传播及最小和算法做了性能比较.结果表明,分层译码算法具有快速译码收敛的优点,在不改变噪声门限的条件下,可使译码迭代次数减半.由于分层译码对降低译码器的复杂度起到了重要的作用,因此,文中提出的密度演化算法为实际应用提供了理论依据,能有效地估计低密度校验码分层译码的噪声门限和迭代次数.     

LDPC 码改进型LBP 译码算法研究

针对LDPC(Low Density Parity Check) 码分层( LBP: Layered Belief Propagation) 译码算法计算复杂度高、不易于硬件实现的问题, 提出一种改进算法。该算法首先引入函数f(x)使LBP译码算法的计算复杂度大大降低; 同时引入具体参数校正因子和偏移因子, 提升译码性能。仿真结果表明, 改进后的算法相比LBP 算法在计
算复杂度降低的同时, 也提升了译码性能, 从而达到了易于硬件实现的目的。     

基于多径瑞利衰落信道的非规则LDPC码分析性能

分析了在静态多径瑞利衰落信道上应用于正交频分复用技术的非规则LDPC码在相同的调制方式,不同的映射模式下的误码性能,并与规则LDPC码的性能作了比较,结果显示,在静态多径瑞利衰落信道上,不同的映射模式下,非规则LDPC码的误码性能均优于规则LDPC码的误码性能,非规则LDPC码在相同的调制方式下,格雷映射的误码性能优于自然映射的误码性能。     

基于DVB-S2的高速多码率LDPC编码器的FPGA设计与实现

针对DVB-S2标准中的低密度奇偶校验(LDPC)码,提出了一种LDPC编码器设计结构. 该结构巧妙地利用了输入数据的随机特性,显著降低了计算电路的功耗. 在此基础上,提出了两路并行的编码器设计方法,将编码器可处理的信息速率提高到原来的2倍. 在现场可编程门阵列(FPGA) XC4VLX25-10SF363上实现了两路并行的多码率LDPC编码器. 经实验测试表明,编码器工作稳定,处理速率高达328Mbit/s,可满足同步数字传输体系(SDH)高速传输的应用需求,同时,该编码器具有通用性,经过重新配置可实现具有类似校验矩阵的LDPC编码.     

一种改进的多进制LDPC码的译码算法

提出了一种多进制LDPC码基于EMS的改进算法,从译码效率的角度分析计算复杂度.利用变量节点的可靠程度随迭代次数的增加而增加的特点,采用每个变量节点的非法校验值结合变量节点的最大伪后验概率来判断变量节点的可靠性,通过判断准则让一部分节点提前终止迭代,减少迭代过程中不必要的校验节点和变量节点的更新,从而降低复杂度,提高译码效率.对该算法在高斯白噪声信道,基于GF(4)有限域,码率0.5的规则LDPC码(8 192,3,6)进行了仿真,结果显示:改进的EMS译码算法相对传统的EMS译码算法,在误码性能上的损失极小(当误码率10-4时,信噪比损失大约0.05 dB),而且随着信道条件的改善,这种损失进一步减少,但计算复杂度大大降低,译码效率大大提高.     

LDPC乘积码性能分析

提出了一种LDPC乘积码的编码和译码方法,在编码端,用误码性能好的LDPC码代替扩展的BCH码构成LDPC乘积码,提高用扩展的BCH码构成的Turbo乘积码(TPC)的误码性能;另一方面,用短的LDPC码以乘积码的编码方式构成长码,降低了LDPC码的编码复杂度。计算机仿真结果显示,LDPC乘积码在信噪比小于3.5dB时,其误码率低于BCH乘积码,但在信噪比大于3.5 dB时,其误码率高于BCH乘积码,与等长的LDPC码相比,LDPC乘积码在低信噪比时,性能较好,但在高信噪比性能较差。     

基于掩盖技术的非规则QC-LDPC码构造算法的研究

提出了一种基于掩盖技术的非规则QC(quasi-cyclic)-LDPC码的构造算法.仿真结果及分析表明该方法构造的非规则QC-LDPC码具有如下优点:性能优于直接构造的规则QC-LDPC码且可与随机构造的非规则码的性能相媲美;与随机构造的非规则码的误码率、误帧率相比具有较低的地板效应;由于具有准循环结构,因而可实现线性编码;掩盖技术克服了随机构造中长码长的非规则LDPC码时搜索时间较长的缺陷.     

构造消环的低密度校验码

LDPC(LowerDensityParityCheck)码是一类可以用非常稀疏的校验矩阵定义的线性分组纠错码.由于LDPC码校验矩阵的规律性,可以用Tanner图表现出来,Tanner图中的环路也会影响到迭代译码的准确性和有效性,尤其是短环.引入一种构造A(n,dv,dc)且dv 3的LDPC码的校验矩阵和消除四环的方法,并且分析和比较了消除4环前后的误码性能的变化.     

一种围数为八的低密度校验码校验矩阵设计

提出了一种低密度校验（IDPC）码的规则校验矩阵设计算法．首先设计3个不同的子矩阵,每个子矩阵通过对单位矩阵进行不同的移位运算后组合生成,然后将这3个子矩阵组合生成所需要的低密度校验矩阵,最后利用文中提到的短环检验算法搜索出使得生成的校验矩阵四环数、六环数均为零的移位算子．用该校验矩阵所对应的生成矩阵对随机信息进行编码,AWGN信道下的仿真结果表明,具有逼近MacKay随机码的误码率性能．