基于Verilog的LDPC编解码算法优化设计

本文档深入探讨了基于Verilog的低密度奇偶校验码(LDPC)编解码设计，针对2014年的研究主题。LDPC码因其卓越的纠错能力和接近香农传输极限的性能，在第四代通信系统（4G）中具有显著优势。论文的核心贡献在于通过Verilog实现了高效的LDPC编译码算法，主要采用了“π旋转矩阵构造法”来构建编码结构，这种方法能够有效地控制编码过程中的小环问题。 编码过程中，论文提到了“皇后算法”，该算法巧妙地避免了H矩阵中可能存在的循环结构，确保了编码的高效性和可靠性。而在译码方面，研究者选择了UMP BP-Based（最小和或最大积）算法，该算法特别关注对数运算的精确控制，将小数范围限定在-100到100之间，以减少计算量。为了节省存储空间和提高运算速度，所有的小数都使用定点数格式Q8表示，其取值范围为-128到127.996 09。 值得注意的是，整个设计过程中，论文完全避免了浮点数运算，仅依赖于Verilog语言，这不仅降低了硬件需求，也增强了算法的可移植性。由于没有依赖特定公司的专用硬件核心，因此该编解码设计适用于广泛的平台，具有很好的通用性。 这篇论文提供了一种高性能、可移植的LDPC编解码方案，对于从事信号与信息处理研究的学者和工程师来说，这是一个极具价值的设计参考，展示了如何利用Verilog实现高效且易于部署的编码和译码算法。