基于CMMB-STiMi標(biāo)準(zhǔn)的LDPC編譯碼器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、LDPC(低密度奇偶校驗)碼是最接近香農(nóng)限的信道編碼算法，但由于傳統(tǒng)的LDPC碼生成矩陣的隨機性使其在硬件上難以實現(xiàn)。隨著LDPC譯碼算法領(lǐng)域的研究日趨成熟和越來越易于硬件實現(xiàn)的發(fā)展趨勢LDPC譯碼器的VLSI實現(xiàn)才逐漸成為研究者關(guān)注的焦點。目前在眾多LDPC譯碼算法中，BP-Based譯碼算法,也就是常說的“最小和”譯碼算法及其改進(jìn)算法是最易于硬件實現(xiàn)的。 多媒體技術(shù)和通信技術(shù)的共同發(fā)展使移動多媒體廣播(俗稱“手持電視”)成為

2、如今發(fā)展的一個熱點。2006年10月，國家廣電總局正式頒布了中國移動多媒體廣播系統(tǒng)(簡稱“CMMB”)廣播信道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確定了采用我國自主研發(fā)的移動多媒體廣播傳輸技術(shù)(簡稱“STiMi”)。在CMMB-STiMi標(biāo)準(zhǔn)的信道糾錯編碼技術(shù)采用的是RS編碼和自主研發(fā)的高度結(jié)構(gòu)化低密度奇偶校驗碼(LDPC)技術(shù)。 本文正是基于以上所述的LDPC碼自身的優(yōu)越的糾錯性能，針對CMMB-STiMi標(biāo)準(zhǔn)的高度結(jié)構(gòu)化的LDPC碼技術(shù)特點提出了高速

3、率，性能優(yōu)越的LDPC編碼器和譯碼器的硬件結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)要求編、譯碼器的數(shù)據(jù)吞吐量達(dá)到16Mbps。在有限硬件實現(xiàn)資源前提下，本文中編譯碼器的系統(tǒng)時鐘都可達(dá)100MHz以上。譯碼器運用了最小和算法(BP-Based)的一種改進(jìn)算法——歸一化BP-Based的LDPC譯碼算法，采用了符合CMMB-STiMi標(biāo)準(zhǔn)要求的部分并行正則LDPC譯碼器結(jié)構(gòu)。該設(shè)計方法在有限片上資源條件下通過一種獨特的數(shù)據(jù)存儲方式降低了控制邏輯復(fù)雜度，用相對其他L

4、DPC譯碼器較少的存儲空間，高效實現(xiàn)了LDPC譯碼過程中大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲調(diào)用，運算速率符合標(biāo)準(zhǔn)要求，同時其硬件結(jié)構(gòu)提高了硬件資源的使用效率。本設(shè)計的譯碼器FPGA實現(xiàn)采用了兩套方案，分別使用了Xilinx公司的Virtex-II XC2V6000和Virtex-4的XC4VLX80，硬件開發(fā)平臺使用了項目合作單位NXP公司東亞研究所提供的GMAP集成電路板。性能測試中，在AWGN信道和BPSK的調(diào)制解調(diào)方式下，當(dāng)碼率為1/2時，在信噪比S