低密度奇偶校验(LDPC)码是一种先进的信道编码技术，被广泛应用于各类数字通信系统中，以提高数据传输的可靠性。LDPC码在高信噪比(SNR)区域的性能，即所谓的误码平底现象，一直是研究的热点。该现象指的是在较高的信噪比条件下，纠错性能的提升会逐渐减缓，并达到一个平台状态，此时要想进一步提高纠错性能，即降低误码率(BER)，将变得极其困难。
传统的软件仿真方法评估LDPC码的纠错能力通常能达到200kbps左右的吞吐率，而要仿真到10^-10的低误码率水平可能需要长达10小时，这样的时间消耗对于研究来说是无法忍受的。针对这一问题，研究者们提出了基于硬件加速技术的性能仿真，它可以将仿真速度提升到软件仿真的上万倍，从而使得对LDPC码误码平底现象的实验研究成为可能。在这样的背景下，FPGA（现场可编程门阵列）由于其高性能、高灵活性以及可重配置性，成为实现硬件加速仿真的理想选择。
本文详细介绍了采用FPGA实现的LDPC码硬件仿真平台，整个系统的吞吐率可达到120Mbps。如此高速的仿真平台，使得评估LDPC码在极低误码率下的性能变得高效。文章给出了硬件仿真系统的整体架构以及编码器、解码器、高斯白噪声产生器等主要模块的设计和资源消耗情况。
在硬件仿真平台的整体架构中，编码器负责将输入的原始数据转换为LDPC编码的信号；解码器则用来对收到的LDPC码信号进行解码，以恢复出原始数据。高斯白噪声产生器用于在仿真过程中生成背景噪声，模拟真实通信环境中的干扰。
FPGA平台的实现不仅可以大幅提升仿真速度，还可以在不改变硬件结构的情况下，通过软件更新来实现不同的LDPC码结构，例如具有位移特性的LDPC码或准循环LDPC码。这为研究者提供了一个灵活的研究平台，可以高效地进行LDPC码的各种性能评估。
在LDPC码硬件仿真平台中，编码器和解码器是两个核心模块。LDPC编码器需要将原始数据按照LDPC码的构造原则进行编码，而LDPC解码器则需要根据编码时的结构以及接收到的信号，通过迭代算法等技术来准确地解码。在FPGA平台上实现编码器和解码器，需要精心设计算法流程，合理分配资源，以及优化运算速度和资源消耗。
高斯白噪声产生器是仿真通信系统中常见的噪声模型，它在硬件平台上生成接近于真实通信环境的随机噪声，从而能够更真实地测试LDPC码在干扰环境下的性能。
通过本研究，基于FPGA的LDPC码硬件仿真平台不仅可以显著提高LDPC码研究和开发的效率，而且也具备了高度的可扩展性。研究人员可以根据需要对FPGA平台进行调整，以适应各种新的LDPC码变种和更复杂的通信场景。此外，FPGA的并行处理能力能够进一步加速仿真的过程，使得研究者能够在较短的时间内完成大量的仿真实验，这对于LDPC码算法的研究和优化具有重大意义。
