LTE系统中LDPC码的性能研究与FPGA实现

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摘要:在无线通信网络技术飞速发展、LTE系统即将全面取代3G系统的背景下,人们对无线通信网络的要求和期望也越来越高。而信道传输的质量直接决定了通信系统的好坏,其核心就是信道编码技术。LDPC码作为一种理论上性能最接近香农极限的纠错码,将能够广泛的应用在通信领域。因此,对LDPC码的研究既是当下通信行业的热点,同时又具有重大的科学价值。本文以最先进的无线通信网络LTE系统为背景,对LDPC码的构造和编码做了简单介绍,主要对LDPC码的两类译码判决算法进行了详细分析,结合两种类型的判决方法提出了一种针对译码性能和译码复杂程度改进的译码算法,使其不论在译码性能方面,还是在硬件实现复杂度方面都可以取得良好的效果。并给出了详细的推导过程和译码流程。然后在Matlab环境中进行仿真,对改进算法中的参数进行分析,并结合其他两种算法进行译码性能比较,得出的结论确定了改进算法的优越性。然后以Xilinx Vertex系列FPGA开发工具为平台,对改进的译码算法进行了硬件实现。采用Top-Down的设计方案,分别设计出FPGA译码器的顶层架构及各个子模块的底层架构,详细阐述了各个模块实现的功能和对应的算法流程,并给出了各个模块控制状态机的时序仿真图。最后通过ISE软件进行综合,将综合报告分析的结果与Matlab仿真的结果进行比对,得到的结论满足了课题设计的要求。其中:图41幅,表2个,参考文献60篇。
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