多元LDPC-CPM編碼調制系統(tǒng)的FPGA設計.pdf

1、在信息化快速發(fā)展的今天，信息的傳輸需要更高質量、更加快速，但是通信的可靠性和有效性是相互矛盾的，高性能的編碼和高效的調制是解決這對矛盾的關鍵技術。本文采用多元LDPC（低密度奇偶校驗）碼與CPM（連續(xù)相位調制）技術聯(lián)合以提高無線通信系統(tǒng)的可靠性和有效性。CPM是一種兼顧功率利用率和頻帶利用率的高效調制方式；二元 LDPC碼是目前最接近香農限的編碼方式之一，多元 LDPC相比二元LDPC具有更好的糾錯性能和更低的錯誤平臺，而且與高階 CP

2、M聯(lián)合時省去比特到符號之間的轉換，減少信息量的丟失，提高系統(tǒng)性能，但是存在算法復雜度高，不易于硬件實現(xiàn)等問題，限制了多元LDPC和CPM調制技術的工程應用。針對該問題本文研究了性能優(yōu)異、易于硬件實現(xiàn)的算法，并進行了多元 LDPC-CPM編碼調制系統(tǒng)的FPGA設計，對多元LDPC和CPM調制技術的工程應用具有重要意義。
　　本文首先概述了LDPC碼和CPM調制技術的發(fā)展歷程和應用現(xiàn)狀，重點研究了多元LDPC編譯碼算法，確定采用QC（

3、準循環(huán)）LDPC編碼算法和Mixed-FFT-BP譯碼算法。QC-LDPC編碼算法校驗矩陣子矩陣具有循環(huán)特征，編碼時存儲量和運算量較低；Mixed-FFT-BP譯碼算法能夠減少乘法器的使用，降低邏輯資源消耗，還能夠保證運算過程中的數(shù)據(jù)精度，降低量化誤差。
　　然后研究了CPM調制、解調技術，將CPM信號通過Rimoldi分解成連續(xù)相位編碼器（CPE）和無記憶調制器（MM），易于采用查找ROM表方法實現(xiàn)CPM調制；CPM解調技術采用

4、了基于Max-Log-MAP算法的軟輸入軟輸出（SISO）的檢測算法，能夠降低CPM解調的實現(xiàn)復雜度。
　　隨后利用Matlab軟件對多元LDPC-CPM編碼調制系統(tǒng)中碼長、碼率、內外迭代次數(shù)等參數(shù)進行仿真，分析對系統(tǒng)誤碼率性能的影響；對CPM調制的進制數(shù)、關聯(lián)長度、調制指數(shù)和脈沖波形進行仿真，分析對系統(tǒng)頻帶利用率的影響，確定合適的系統(tǒng)參數(shù)。最后重點對確定參數(shù)的多元 LDPC-CPM編碼調制系統(tǒng)進行 FPGA設計實現(xiàn)，并采用Lab