LDPC编/译码算法研究及编码器的VLSI实现

摘要

1963年R.G. Gallager提出一种可以最接近香农信道容量的信道编码方式,低密度奇偶校验码Low Density Parity Check Code简称LDPC码。由于其实现的低复杂度及较强的纠错能力,LDPC逐渐取代Turbo码,成为近年广泛研究及应用的编码。许多现行通信及电视标准如无线通信标准802.11n,WLAN,下一代卫星数字视频广播标准DVB-S2均采用基于LDPC编码。 LDPC具有结构灵活,解码复杂度低的特点。然而作为一种块状码,其纠错性能与其长度成正比,这样我们需要构造较大的码长,必然需要提高编码效率。本文正是基于此出发点,研究和分析了编码与解码联合的一种编码结构及其硬件实现。 本文首先阐述LDPC的发展过程及其应用,介绍了本课题的研究意义。其次,详细介绍了LDPC的编码与解码过程,包括几种编码表示方法,编码结构,以及几种循环译码算法。接着,本文介绍了联合编码解码算法,并且是用半定制标准单元方法实现编码器的电路设计,介绍了这一实现方法的意义,VHDL硬件描述语言实现过程。最后介绍了Snopsys仿真综合工具,Enounter版图生成工具。最后分析了仿真和综合结果。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第一节LDPC的产生背景及研究意义

第二节LDPC现阶段研究状况分析与本课题的研究重点

1.2.1 LDPC现阶段的研究状况分析

1.2.2 本课题的研究重点

第三节本文内容章节安排

第二章LDPC码基本介绍

第一节LDPC码编码过程

2.1.1 LDPC码的矩阵表示

2.1.2 LDPC码的图形表示法

2.1.3 LDPC码的几种结构介绍

第二节LDPC的循环译码算法

2.2.1 译码概要

2.2.2 概率域SPA译码器

2.2.3 对数值域的SPA译码

2.2.4 低复杂度译码

第三节本章小结

第三章联合编码译码算法介绍

第一节利于硬件实现的LDPC编码

3.1.1 概述

3.1.2 结合编码译码的校验矩阵结构

3.1.3 结合编码和译码的LDPC编码器设计

第二节LDPC译码器设计简介

第三节性能分析

第四节本章小结

第四章联合LDPC编码器的VLSI实现及仿真结果

第一节VLSI电路实现架构

4.1.1 采用VLSI半定制标准单元实现

4.1.2 VLSI设计细节分析

第二节VHDL编码实现设计

4.2.1VHDL语言介绍

4.2.2 VHDL编码实现过程

第三节Synopsys与encounter工具介绍

4.3.1 Synopsys仿真与综合工具介绍

4.3.2 Encounter版图生成工具

第四节仿真与综合结果

4.4.1 仿真结果

4.4.2 综合结果

4.4.3 生成版图及综合结果分析

第五节本章小结

第五章总结与展望

致 谢

参考文献

附录(VHDL部分代码)

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