论文总字数：24341字

摘 要

Abstract 2

引言 3

第一章 绪论 4

1.1 信道编码理论 5

1.2 LDPC码的提出和发展 6

1.3 本文的主要工作和安排 7

第二章 LDPC码的基本原理 8

2.1 线性分组码 8

2.2 LDPC码的定义 9

第三章 QC-LDPC码 10

3.1 QC-LDPC码介绍 10

3.2 QC-LDPC码解码算法 11

3.2.1 Log-BP算法 11

3.2.2 MS算法 11

3.2.3 NMS算法 12

3.2.3 Rwm-Ms算法 12

3.3 CDF和PDF的定义 12

3.4 单块行QC-LDPC码 13

第四章 提出分层译码算法 14

4.1 提出了柱分层最小和译码算法 14

4.2 柱层分区方案 14

4.3 变量检查信息向量长度减少 15

4.4 数值结果 16

第五章 单块行QC-LDPC码分层译码器结构柱 17

5.1 初始化步骤 17

5.2 CNU的处理步骤 18

5.3 VNU的处理步骤 19

5.4 向量更新步骤 19

第六章 单一最小化柱层译码器 20

第七章 硬件对比 22

第八章 总结 23

参考文献 24

致谢 25

适用于高速通信场景的LDPC解码器研究

石勐（04011651）

（东南大学，南京，211189）

摘要

随着技术的发展，高速通信场景成为目前移动通信领域研究的重要方向之一，而其中最为重要的的纠错编码技术也受到了人们越来越多的关注。一个完善的高速通信系统要求具有更高的业务质量、数据率、智能型、安全性、灵活性、传输质量以及更好的频谱利用率。与此同时，通信系统中的纠错编码技术也随着高速通信系统的发展而不断的革新变化。为了能够迎合未来高性能通信系统的需要，采用何种纠错编码方案势必成为一个非常值得研究的话题。我们需要采用一些更具有优势的一些编码方式从而在高速通信系统中获得优势，例如采用LDPC码、Turbo码和级连码等，从而在使得通信系统能够在极低的比特信噪比下保证足够好的性能。而在这些码中Turbo码以及LDPC码都是性能十分接近香农限的好码，Turbo码是C.Berrou于1993年提出的一种并行级连卷积码，性能距香农限仅有0.1dB，同时复杂度较低，可以实现。而相比于Turbo码，LDPC码的性能更好、实现复杂度更低。

本课题则是针对适用于高速通信场景的LDPC解码器进行了一系列的研究。

关键词：高速通信；低密度奇偶校验（LDPC）码；解码器

Research on LDPC Decoder in the High Speed Communication Scene

Shimeng(04011651)

(Southeast University, Nanjing ,211189)

Absatract

At present, the scene of high speed communication becomes the hotspot in the research of mobile communication field. At the same time, error correction what is the most important thing in the coding technology is also received more and more attention. A perfect high speed communication system requires higher quality of service, data rate, intelligence, security, flexibility, transmission quality and better spectrum utilization.With the development of the high-speed communication system, the error correction coding technology used in the system is also changing. Error correction coding scheme how to meet the needs of the future high performance communication system is a problem worthy of study. In the high-speed communication scene, we should use more advanced channel coding schemes. Such as LDPC codes, turbo codes and even code, those can result the communication system in a very low bit signal ensuring good enough performance. Turbo codes and LDPC codes perform closely to the Shannon limit codes. Turbo codes is proposed by C. Berrou in 1993 as a parallel concatenated convolutional codes. Its performance away from the Shannon limit is only 0.1 dB, and the complex degree is low, and it can be easy achieved. Compared to Turbo code, the performance of LDPC code is better and the complexity is lower. This thesis is a series of research on LDPC decoder which is suitable for high-speed communication scene.

KEY WORDS: High Communication; Low Density Parity Check (LDPC) Code; Decode

引言

随着现代技术的发展，人们在高速移动的情况下进行通信的机会越来越多，因而对高速移动环境下通信的要求越来越多。一个完善的高速通信系统要求具有更高的业务质量、数据率、智能型、安全性、灵活性、传输质量以及更好的频谱利用率。但是在高速运动的前提下，移动通信信道由于具有多普勒频移效益、深衰落、长时延等这些特性从而会在极大程度上的降低了移动通信系统本应该具有的良好的通信性能。而伴随着移动通信系统的不断发展，其中所面临的问题也越来越多，那么则要求提出一套更高级的信道编码方案以此来满足高速信道系统不断发展的性能需求。出于LDPC码具有良好的自交织性能并且具有较低的差错平台特性，使之LDPC码在多径信道下以及纠正随机错误具有更强的能力来纠错突发差错。由此可见，在以高速移动场景为前提来研究LDPC码的抗突发错误能力是十分具有必要性的，并且对于满足终端用户的数据业务需求以及提高高速移动环境下的通信质量有着前所未有的重要性。

第一章 绪论

当到了21世纪，这个科学技术以光速发展的时代，我们国家的移动通信技术也同样的以一种令人兴奋的速度不断的向前发展，其中高速通信场景的通信需求量也与此同时急速的增加。而面对着国家支持、技术的革新以及需求的增加，在信息传输时有一个更加严峻的挑战出现了，那就是要对于移动通信技术的可靠性的设计有着更高的要求了。

在移动通信系统中，出于外界噪声以及信道本身的不理想性影响，通信系统只判定接收端的接收信号，在这种情况下，发送信息很难会准确到达，大部分情况下都会发生不同程度上的错误。与此同时，为了降低收发信息的错误率，我们采用一种特别的方法，那就是通过信道编码的方式来降低信息接收的误码率。然而在高速移动通信场景下，因为传播信息的环境复杂程度更高，这就要求我们现代信道编码技术能够具有一种相比于以前更高的纠错能力。

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