多进制LDPC码编译码算法研究与硬件实现.doc

多进制LDPC码编译码算法研究与硬件实现低密度奇偶校验码(LowDensityParityCheckCodes,简称LDPC码)作为高效纠错码的一种,因为其良好的性能和能克服Turbo码等其他纠错编码的缺点这一特性,得到了广泛的关注,现在已经成为编码领域界继Turbo码之后的又一研究热点。目前对LDPC码的研究主要集中在二进制LDPC码方向,多进制LDPC码由于其复杂性,目前对其的研究还比较少,尚没有关于多进制LDPC码硬件实现研究的公开发表的成果出现。在前期工作的支持下,在SPW平台上通过比较多进制LDPC码、多进制LDPC码与卷积码的级联码以及目前卫星通信采用的RS码与卷积码的级联码三者深空通信链路中的性能,得到了在相同的帧长和码率情况下采用四进制LDPC码能获得较之目前采用的RS码和卷积码的级联码多达5.1dB的编码增益,在此基础上,本文进行多进制LDPC码硬件实现方面的探索和研究。本文基于对编译码算法的深刻理解,从适宜于硬件实现角度对译码算法进行改进,提出了一种可用于硬件实现的多进制LDPC码译码算法,并通过对现有译码器结构的优缺点进行分析,提出了一种新颖的适用于多进制LDPC码译码器的结构。在此基础上于国际上率先在XilinxFPGA上实现了适用于卫星通信系统的帧长为2040symbol,码率为0.437255的非规则4进制LDPC码编译码器,且编译码器的资源占用得到了很好的控制,综合性能指标基本达到或超过国际平均水平,编译码速率也基本达到了卫星通信的要求,这将多进制LDPC码应用到实际通信系统中又向前推进了一步。