基于FPGA的QC-LDPC码译码算法研究及实现开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

随着时代的信息化发展，通信质量的可靠性和高效性得到越来越高的吸引力。通信信道中信息传输时的可靠性会产生衰减，因为信道存在中存在一定的噪声干预。为了解决上述干预，实现信息的可靠传输，差错控制编译码技术在系统中经常被采用，它可以检测和纠正由干扰而引起的传输错误。因为其更多的用于实现信道的纠错，我们又称它为信道编译码。信道编译码技术早期多是应用在深空通信和卫星通信，但是伴随一些可靠性设备需求的提高，科研和军事领域己阻挡不住信道编译码技术的发展的脚步，高效、低复 杂度的信道编译码技术逐步在各种实现信息交换的通信系统和数字存储系统中扩大应用范围。

ldpc码作为一种好的信道纠错码，以其具有最接近香农极限的特点，逐渐成为研究热点。ldpc编译码算法简单，能获得较高的吞吐量，而且占用的资源也较少。ldpc码的优点简述如下:码率设计灵活，在各种信道均可以应用。译码过程由迭代和并行运算完成，所以译码速度和能力有了增加;不可检测错误随着码间距较大的特点而变少;由于校验矩阵的稀疏性，所以具有较低的硬件实现复度，在长码时这种优势更为明显。ldpc码字具有数学模型、理论分析简单等优点。

qc-ldpc( quasi - cyclic ldpc，准循环ldpc码)是结构化ldpc码中的一类码型，它能够很容易的构造各种形式的码率，又能支持部分并行结构。大量qc-ldpc码的研究表明，与随机ldpc码相比，qc-ldpc码在结构化构造之后，误码率、误帧率以及错误平层等方面的性能都可以和其相媲美，并且qc一ldpc的编译码复杂度更低。因此qc一ldpc码作为信道编码被更多的实际应用采纳。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

本课题根据ldpc码的基本译码算法，主要研究bp算法，和对bp算法简化的对数域的log-bp算法和最小和算法，并对三种译码方法进行matlab仿真，对结果进行对比分析。选用了最小和算法完成qc-ldpc译码器的fpga实现。

2.2 研究目标

1)系统地总结了现代编码理论的发展历程和ldpc码的编译码原理，简要介绍了qc-ldpc码的特性及常用的构造方法。

2)针对ldpc码的译码原理，重点分析了不同测度下ldpc码bp译码算法的消息迭代更新公式，并总结比较了基于bp算法的几种简化算法，以便根据实际需要来灵活选择对应的简化算法。

3. 研究计划与安排

1-3周，查阅参考文献，研究系统基本架构，确定研究方案，完成开题报告；

4-9周，对所选课题进行深入研究，完成系统各组成部分的基本研究，完成中期检查报告；

10-14周，对系统各部分的研究结果进行分析与展望，完成毕业论文初稿；

15周，对论文初稿进行修改，定稿，准备答辩文档；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] miao d, li d. evaluation of low densitty parity-check codes on frequency-selective fading channels[c]//communications and information technology,2005. iscit 2005. ieee international symposium on.ieee,2005,1:71-74

[2]李千玲,陈伟,樊丰. 基于dvb-t2标准的ldpc码最小和译码算法的改进[j]. 电视技术,2011,35(5):8-9.

[3]zhang k,huang x,wang z. high-throughput layered decoder implementation for quasi-cyclic ldpc codes[j]. selected areas in communications, ieee journal on,2009,27(6):985-994

[4]张靖琳,刘荣科,赵岭. 高码率ldpc码译码器的优化设计与实现[j]. 电子与信息学报,2009,31(1):83-86.