LDPC碼在COFDM通信系統(tǒng)下的研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，低密度奇偶校驗(LOW Density Parity Check LDPC)碼作為一種可以接近香農極限性能的糾錯碼技術，逐漸成為信道編碼理論研究的熱點，在無線通信、深空通信、光和磁記錄等領域得到廣泛應用。隨著下一代無線通信系統(tǒng)的研究，具有超強糾錯性能的LDPC碼技術和頻譜利用率高、抗干擾能力強的OFDM技術，成為提高通信質量和數據傳輸速率的兩大關鍵技術，受到人們的廣泛關注。為此，本文研究與分析了LDPC碼的編譯碼算法，并結合OF

2、DM系統(tǒng)探討和分析了改進型LDPC—OFDM方案，最后設計與實現(xiàn)了準循環(huán)LDPC碼的譯碼器。
　　 基于以上思路，現(xiàn)將本文的主要工作歸納如下：
　　 (1)LDPC碼編譯碼算法的研究分析。首先闡述了線性分組碼的基本原理；其次，重點介紹了LDPC碼的定義、幾種重要的LDPC碼構造和編碼算法；最后，分析了LDPC碼的基本譯碼原理和常用算法，同時重點研究和分析了概率域BP算法、對數域BP算法以及基于校驗信息修正處理方式的BP—

3、Based算法、NormalizedBP—Based算法和Offset BP—Based算法，并對這五種譯碼算法的糾錯性能和譯碼復雜度進行比較論證，選擇適合硬件實現(xiàn)的譯碼方案。
　　 (2)LDPC碼在OFDM通信系統(tǒng)中的應用與性能分析。首先，詳細分析了OFDM系統(tǒng)特征；其次，從理論上對自適應調制技術、自適應比特分配、自適應功率分配技術以及信道估計技術進行深入研究；最后，結合LDPC碼技術，針對通用LDPC—OFDM通信系統(tǒng)缺陷

4、，提出改進型LDPC—OFDM方案，同時仿真并分析了LDPC碼技術對該方案系統(tǒng)性能的影響。仿真結果表明，將LDPC碼應用于該方案中可以獲得很大的性能提升，為適用于未來寬帶無線通信系統(tǒng)的LDPC—OFDM系統(tǒng)提供了一個很好的參考方案。
　　 (3)準循環(huán)LDPC碼譯碼器的FPGA實現(xiàn)。針對傳統(tǒng)譯碼器架構方案的缺陷，提出一種改進型部分并行譯碼器架構，系統(tǒng)采用自頂向下的設計方式，使用VHDL硬件描述語言進行RTL級描述，采用Alter

5、a公司的QuartusⅡ軟件進行綜合、布局布線，最終在CycloneⅡ EP2C70F896C6 FPGA芯片平臺上完成設計實現(xiàn)與功能和時序驗證。同時，對于給定碼長碼型的QC—LDPC碼，本文提出了提高譯碼器吞吐率的兩種有效途徑：流水線處理和折疊算法。實驗結果表明，該譯碼器具有時序控制簡單、譯碼時延小和資源利用率高的特點。當迭代次數為10次，系統(tǒng)時鐘為190.99MHz時，基于折疊算法的改進型(1536，3，6)規(guī)則QC—LDPC碼譯碼