基于FPGA的多元LDPC码编译码器的设计

【 摘 要】重 点给 出了基于 Ｒ Ａ结构 的多元 Ｌ Ｄ Ｐ Ｃ码编码 方法 以及 基于 Ｍａ ｘ—ｌ ｏ ｇ—Ｂ Ｐ译码 算法 的 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ硬件 实现 方 ， 可以满足 一般 的水声通信要求。 【 关键词】多元 Ｌ Ｄ Ｐ Ｃ码； Ｆ Ｐ Ｇ Ａ； 硬件实现 【 中图分类号】Ｔ Ｂ ５ ６ ７ 【 文献标志码 】Ａ
码方案 。
２ 基于 Ｒ Ａ结构 的 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ编码器设计
Ｌ Ｄ Ｐ Ｃ码 的码 字 向量 由信 息 位 与 校 验 位 组 成 ，
基于 Ｒ Ａ结构 的 Ｌ Ｄ Ｐ Ｃ快 速编码 算 法 的编码 过 程很
目前 在 各 种 数 字 通 信 系 统 中使 用 二 元 Ｌ Ｄ Ｐ Ｃ 码 的 应 用 已 比较 广 泛 。但 相 同参 数 下 的 多元 Ｌ Ｄ —
这就 形成 了所 要 的码 字 。在 具体 实 现 中 ， 运 用 查 找
小短 环 和停 止集 对 译 码 收敛 性 的影 响 ＿ 】 － ２ ］ 。 因
此 多元 Ｌ Ｄ Ｐ Ｃ码 可 以设 计 出 具 有 更 低 错 误 平 层
表的形式 ， 将校验矩阵 日 的非零元素的列地址存储
ＸＩ ＡＯ Ｈｕ ｉ ｍｉ ｎ，Ｗ ＡＮＧ Ｐｅ ｎｇ ｘｉ ａ ｎ ｇ，Ｗ ＡＮＧ Ｚｈ ｏ ｎ ｇ ｘ ｕｎ Ｄｅ Ｍｇ ｎ ｏ ｆ Ｃｏ ｄｅ ｒ ａ ｎｄ Ｄｅ ｃ ｏ ｄｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｑ－ ａｒ ｙ ＬＤＰＣ Ｃｏ ｄｅ ｓ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＦＰＧ Ａ
消耗情况来看 ， 其可以满足一般 的通信要求 。将此
硬 件 实现方 案应 用 到水 声 通 信 网络 中 ， 可 以实 现信 息 的高速有 效传 输 ， 结 合 无线 电技 术在 海 洋 里 建 立 起 全 方位 、 立体通信 ， 有 助 于 人 们 对 海 洋 的观 测 及
开发。
性能 ， 其 克服 了其他 纠 错码 的 缺点 ， 是 目前 发现 的距 香农 限最 近 的信道 编 码 。Ｌ Ｄ Ｐ Ｃ码 自从 被 重新 发 现 之后 ， 得 到 了广 泛 的关 注 ， 是继 Ｔ ｕ ｒ ｂ ｏ 码 后 信 道 编 码 领域 的又一研究 热点 ， 成 为第 四代移 动通信 的首选 编
麟咖
ａ ｓ ｔ ｈ ｅ Ｍａ ｘ－ ｌ ｏ ｇ － Ｂ Ｐ ｄ ｅ ｃ ｏ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｅ ｍｐ ｈ ａ ｓ ｉ ｓ ｌ ｙ ． Ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ，ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｏ ｄ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｃ ｏ ｄ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆ Ｐ ＧＡ ｃ ａ ｎ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｓ ｔ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｕ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｐ Ｃ码 比 二 元 Ｌ Ｄ Ｐ Ｃ码 的 Ｔ ａ ｎ ｎ ｅ ｒ图 更 加 稀 疏 ， 围 长更 大 ， 这 种 特性 便 于 Ｌ Ｄ Ｐ Ｃ码 的 优 化 设 计 ， 减
简单 ， 实现起 来 主要 分 为 两 部分 。首要 计 算 校 验矩 阵 中非 零元 素与 信息 位 的乘积 ， 其 次再 运用 迭 代 的思 想计 算 校 验 位 ， 之后将信息位与校验位合并 ，
器 件 与 电 路 口
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基于 Ｆ Ｐ ＧＡ 的 多 元 Ｌ ＤＰ Ｃ 码
‘ 实 用 设 计 ・
编 译 码 器 的设 计 米
肖慧 敏 ， 王鹏翔 ， 王 中训
（ 烟 台大学
光 电信 息 科 学 技 术 学 院 ， 山东
烟台 ２ ６ ４ ０ ０ ５ ）
ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍｓ ・
【 Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ 】ｑ － ａ ｒ ｙ Ｌ Ｄ Ｐ Ｃ ｃ ｏ ｄ ｅ ｓ ； Ｆ Ｐ Ｇ Ａ； ｈ ａ ｒ ｄ ｗ ａ ｒ ｅ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
１ 引言
低密度奇 偶校 验 （ Ｌ ｏ ｗ Ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ Ｐ ａ ｒ ｉ ｔ ｙ Ｃ ｈ ｅ ｃ ｋ Ｃ ｏ ｄ ｅ ， Ｌ Ｄ Ｐ Ｃ ）码作 为一种 高效的纠错码 ， 具有 良好 的
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ 】Ｔ ｈ ｅ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｏ ｆ Ｆ Ｐ Ｇ Ａ ｈ ａ ｒ ｄ ｗ ａ ｒ ｅ ｉ ｍ ｐ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｒ Ａ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｃ ｏ ｄ ｅ ｒ ｏ ｆ ｒ ｑ － ａ ｒ ｙ Ｌ Ｄ Ｐ Ｃ ｃ ｏ ｄ ｅ ｓ ａ ｓ ｗ ｅ ｌ ｌ
嘲
（ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｏ ｐ ｔ ｏ — Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｙ ａ ｎ ｔ ａ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｙ ａ ｎ ｔ ａ ｉ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ ２ ６ ４ ０ ０ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）