FPGA上极化码高效译码研究与实现

本文主要探讨了基于FPGA的极化码译码研究及其实现，这对于通信领域的高效传输具有重要意义。极化码因其在二进制离散无记忆信道中的优异性能，即接近信道极限容量且实现复杂度相对较低，而成为了当前研究的热点。FPGA（Field-Programmable Gate Array）作为一种灵活的硬件平台，为实现这些高性能算法提供了理想环境。 首先，作者详细介绍了SC（Successive Cancellation）译码算法，这是一种用于极化码解码的基础方法。SC算法的核心是其蝶形结构，但在文中，作者对这一结构进行了创新，将其优化为线性结构，以此提高译码效率。这种改进旨在减少硬件资源的消耗，使得算法在实际硬件中的执行更加高效。 接着，文章进一步讨论了译码算法的其他优化，如最小和译码策略、定点量化处理以及资源共享技术。这些改进旨在降低译码过程中的误差，并提升硬件的利用率，以适应FPGA的特性，使其能够在有限的资源下实现高速译码。 在实验部分，作者在FPGA平台上成功实现了极化码的译码，并展示了测试波形。测试结果显示，他们达到了145MHz的最高工作频率，这意味着译码器具有很高的数据处理能力，吞吐率高达36.4Mbps，显示出了良好的性能指标。此外，文章还对比了不同编码块长度下的资源占用情况，为实际应用提供了宝贵的参考。 这篇论文深入研究了如何在FPGA上高效地实现极化码译码，不仅阐述了理论原理，还提供了具体的实现方案和优化策略。这对于FPGA在现代通信系统中的应用，特别是在5G和下一代无线通信技术中的极化码调制解调器设计具有重要价值。同时，这也为其他研究人员提供了宝贵的研究基础和实践指南。