【摘 要】
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在通信系统中,信道编译码对提高通信系统的可靠性十分重要,是整个通信系统中不可或缺的一环。随着当今技术的发展,对深空探测的需求逐渐增多,深空通信中的通信距离较远,路径损耗严重,误码率远高于近地通信,因此选用性能良好的信道编译码技术十分重要。自从低密度奇偶校验码被Gallager提出至今,LDPC码已经在各类通信系统中有着广泛的应用,LDPC码具有稀疏性和接近香农限的优良特性,在众多的信道编码技术中脱
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在通信系统中,信道编译码对提高通信系统的可靠性十分重要,是整个通信系统中不可或缺的一环。随着当今技术的发展,对深空探测的需求逐渐增多,深空通信中的通信距离较远,路径损耗严重,误码率远高于近地通信,因此选用性能良好的信道编译码技术十分重要。自从低密度奇偶校验码被Gallager提出至今,LDPC码已经在各类通信系统中有着广泛的应用,LDPC码具有稀疏性和接近香农限的优良特性,在众多的信道编码技术中脱颖而出。本文侧重关注准循环的LDPC码的译码方案及其实现,旨在寻找一种高吞吐率,译码速度较快的译码方案。首先,本文对于LDPC码的基础理论进行研究分析,研究了LDPC码的矩阵表示方式、介绍了LDPC码的Tanner图的表示方式以及说明度分布对LDPC码的性能等方面的影响。对LDPC码的随机构造法、PEG算法等构造方法进行分析介绍,对本文的研究重点QC-LDPC的定义和构造方法介绍分析。重点介绍了本设计中应用的CCSDS标准的（2048,1024）的准循环的LDPC码。其次,研究了三种传统译码器的结构并分析优势和缺点,综合比较分析根据设计目标选用部分并行译码器平衡译码速率和资源占用率。对经典的软判决译码算法研究和分析,并且对其进行性能评估和分析,重点比较了BP迭代译码算法,最小和译码算法和分层最小和算法的性能表现和硬件实现的复杂度。确定了并行分层最小和的译码方案,并且确定了译码器的关键参数。最后,对设计所使用的FPGA平台、所使用芯片做简要介绍。根据校验矩阵的结构设计层间并行、层内串行的部分并行分层译码器结构,给出了分层译码器的整体设计方案,对各个功能结构单元和功能做出了详细的介绍,并且使用软件端生成的加噪后的LDPC码进行译码功能的验证。根据时序报告和资源报告分析译码器的资源占用情况和吞吐率的计算。根据本设计的资源报告显示,整个译码器的资源占用率极低,同时根据时序报告分析本设计的吞吐率可达35Mbps。
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