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论文研究-一种新型的LDPC译码器设计 .pdf 评分

一种新型的LDPC译码器设计,钟贵锋,李庆,摘要:性能逼近Shannon限的低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check, LDPC) 纠错码,在实际应用中需要解决的问题是尽可能降低译码的复杂度。��
山国醮技论文在线 E/NO(dB 图译码算法性能由线 译码器总体结构设计 针对串行结构的只有一个并行度带来的译码延时过大,一般详似器在译码结构上 极少采取串行结构。并行结构则增加了并行度,由此带来的译码速率上是相当可取的,但是 相应的也导致了硬件资源的成倍增加。综合考虑硬件实现的资源占用和处理速庋两个因 素,折中并行结构和串行结构的优缺点。本论文将译码器设计为部分并行的结构,这样既提 高了速度又不至于全并行过分占用芯片资源。 译码器部分并行结构 如图所示,译码器的设计模块具体有:搾制输入数据模块,运算控訇状态机模 呋,校验节点更新模玦,比特芇点更新模玞,数据冇储模块和矩阵校验模块。我们先把来 自信道的数据长度为过串并转换成 为一个数据,分割成全并行的路,其 中每一路含有 个数据;这样相应需要=个比特节点单元( ,)来进行信息更新模块的计算,每个在一次迭代中需处理组数据;那么 对应的校验节点单元( ,)数量则是变量节点单元数量的一半,即 个,每个在一次迭代中同样要处理组数据,这样就使得每轮迭代中变量更 新模块和校验更新模块在的时间消耗上是笭同的。 LUT B LUT C full Data in bfue LDPC LDPCI bfu criB bfu cfu bfiA RAM RAM Data out Parity bfu24 cful2 图 译码器体结构 山国科技论义在线 比特节点单元 根据式可知,比特节点更新模块以下称要完成的L作就是加和运算。我们同时 将路数据作为个大组,这样就分为 大组数据,这样就实现了部分并行结构,避 免了同时处理路数据带來的巨大资源消耗。来自校验节点更新模块的路数据 ,通过加法器和上溢处理之后,再通过一个查找表,出来的即为 的 比特节点单元的新值 c结构图如图所示。 (63) (9,3) 上溢处理(3 LUT 9上滋处理[n b 上溢处理(3) LUT B 上溢处理(63) LUT B (6,3) 3上溢处理一 LUT B 上溢处理(63)LUTB 图 结构图 校验节点单元 根据式可知,每个校验节点更新模块以卜称需要完成的任务有:)求参与还 算各数据绝对值中的最小值;)各数据符号值的乘积;)各数据的修正因子的值:)将 所得最小值、符号值和修止因了的值合并成新的数据 结构图如图所示。 2( (12 abs CFU in 2 compare min Sign SIgn Xor (12 SIg 构图 仿真及分析 本文分别实现了最小和译码算法、最小和修正因子译码算法的全并行结构和部分并行结 构。对以上四种组合设计了基于( )规则的 码译码器,采用 言编写代码,选择 Ⅱ系列的 器件,并在 开发工具上对其进行缤译,其逻辑资源利用情况和综合最高译码时钟如表所示 山国科技论义在线 表逻辑资源和最高译码时钟对比 算法 结构 逻辑资源 最高时钟MIz 最小和全并行 19,678 译矿 部分并行 16463 85.3 最小和 修正因 仝并行 174 子译码部分并行11830 128 从表可以看出,同一种算法中,全并行结构比部分并行结构所耗逻辑资溟要多一些, 但也换了速度上的优势。结合前面我们对两种算法的性能分析,本文设计的( 规则的 码译码器,最终采用了最小和修正因子算法和部分并行结构,仿真结果表明仅 占用了 芯片比较少部分的硬件资源,如图所示。而且译码最高时钟频率也达到了 码译码器做时序仿真后的波形如图所示。 uart15工 Version 5. 1 Build 176 10/26/2005 S Full Ver sion Rerisi on ame E2sGEF115之C3 T6t生Lx色1雪t色Ys 96 1T Tot Total mem ory b:ts 544,12〔1L〕 卫SPb1ock彐一bi- elements TotaL ILL 图具体资源利用情况 767784724x71g8 口 n F ata_Out 100000o0x000x00000000000X0000 图 码译码时序波形图 结语 本文设计的新型码译码器,采用了简单而有效的最小和修正因子译码算法,译码 器结构采用部分并行结构旳设计。通过仿真分析,所耗逻辑资源明显降低了,而且速率亦有 定的提高,只备应用的价值。 参考文献 刘文明 码编译码研究及应用华屮科技大学博士学位谂文 何善宝赵春明姜明码的一种循环差集构造方法通信学报 胡维钢赵振纲徐晶晶丰正则码在 信道屮的性能研究无线电工程 吴湛击李璐颖等新的高效 码的译码方法北京邮电大学学报 钟永信杜兴民基于 码并行译码器设计与实现徼计算机信息 年期 山国科技论义在线

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