FPGA实现的多码率QC-LDPC译码器：设计与性能

"EDA/PLD中的多码率QC-LDPC译码器设计与实现" 本文探讨了在EDA（电子设计自动化）/PLD（可编程逻辑器件）领域中，如何设计并实现一种多码率的低密度奇偶校验（LDPC）译码器，特别是针对准循环LDPC（QC-LDPC）码。LDPC码是一种高效的差错控制编码技术，由Gallager在1962年提出，因其稀疏校验矩阵特性而在通信和存储系统中广泛应用。近年来，由于其接近香农限的优秀性能，LDPC码受到了广泛关注。 在LDPC码家族中，QC-LDPC码因其特有的结构优势，即校验矩阵由若干循环置换矩阵组成，这使得编解码过程更易于硬件实现。本文提出了一种通用的多码率QC-LDPC译码器设计方案，它能在不增加过多资源的情况下支持至少三种不同的码率。这种译码器在FPGA（现场可编程门阵列）平台上实现了硬件测试，验证了其可行性。 具体来说，该译码器在110 MHz的工作时钟频率下，采用固定迭代次数16次，能够达到110 Mb/s以上的吞吐率，同时资源占用不超过两种单独码率译码器的总和。这种高效的设计方法对于满足不同应用场景下的码率需求具有重要意义，因为它可以在不牺牲性能的同时降低硬件成本和复杂性。 在译码算法方面，文章提及了基于软判决的偏移值最小和算法，这是一种在和积算法和最小和算法基础上优化的算法，具有较低的计算复杂度和优秀的纠错性能。该算法通过定义诸如L（ci）等符号来描述信息比特的软信息，进一步指导译码过程。 本文提出的多码率QC-LDPC译码器设计不仅展示了在硬件实现上的创新，也为实际通信系统中实现灵活、高效的差错控制提供了可能。这样的设计对于提高通信系统的可靠性和效率具有重要的理论和实践价值，特别是在对数据传输质量和速率有严格要求的场景下，如5G通信、卫星通信和数据中心互连等领域。