基于FPGA的LDPC碼譯碼器的實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告

基于FPGA的LDPC碼譯碼器的實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告一、選題背景低密度奇偶校驗(yàn)碼（Low-DensityParity-CheckCode，LDPC碼）是一種經(jīng)典的前向糾錯(cuò)編碼，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信領(lǐng)域，包括有線和無(wú)線通信以及儲(chǔ)存等多個(gè)領(lǐng)域。由于LDPC碼具有相對(duì)較高的解碼性能，因此在無(wú)線通信、深空通信和數(shù)字電視等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而基于可編程邏輯芯片的LDPC碼譯碼器實(shí)現(xiàn)已經(jīng)成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。隨著FPGA的高度集成和快速發(fā)展，現(xiàn)有的FPGA芯片已經(jīng)具備了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜通信算法所需的資源。因此該項(xiàng)目旨在研究基于FPGA的LDPC碼譯碼器實(shí)現(xiàn)，并對(duì)解碼算法進(jìn)行優(yōu)化，以提高譯碼速度和性能。二、研究?jī)?nèi)容本項(xiàng)目的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1.研究LDPC碼的原理和解碼算法，掌握常用的解碼算法，如折半迭代算法、最小和逆算法等。2.研究FPGA的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法，了解FPGA的原理和架構(gòu)，掌握VHDL語(yǔ)言和FPGA設(shè)計(jì)工具的使用。3.設(shè)計(jì)基于FPGA的LDPC碼譯碼器系統(tǒng)，包括譯碼算法的實(shí)現(xiàn)、硬件調(diào)試、性能測(cè)試等。4.對(duì)LDPC碼譯碼器系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析和優(yōu)化，提高譯碼速度和性能，并與傳統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行比較。三、擬解決的問(wèn)題1.如何對(duì)現(xiàn)有的LDPC碼解碼算法進(jìn)行優(yōu)化，以提高解碼速度和性能？2.如何基于FPGA實(shí)現(xiàn)LDPC碼譯碼器，設(shè)計(jì)硬件架構(gòu)并進(jìn)行驗(yàn)證和測(cè)試？3.如何比較LDPC碼譯碼器系統(tǒng)的性能，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析解碼器的優(yōu)化效果？四、研究意義1.本項(xiàng)目將研究利用FPGA硬件增強(qiáng)LDPC碼解碼器的實(shí)現(xiàn)方法和技術(shù)，提高解碼速度和性能；2.通過(guò)本項(xiàng)目的研究，可以掌握FPGA硬件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的相關(guān)技術(shù)和方法，提高實(shí)踐能力；3.本項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)能夠?yàn)長(zhǎng)DPC碼通信系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中提供有效的幫助，并有助于探索新的解碼算法。五、研究方法和技術(shù)路線1.閱讀國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的文獻(xiàn)，對(duì)LDPC碼的原理和解碼算法進(jìn)行研究和掌握；2.掌握VHDL語(yǔ)言和FPGA設(shè)計(jì)工具的使用，進(jìn)行FPGA設(shè)計(jì)和編程；3.設(shè)計(jì)LDPC碼譯碼器系統(tǒng)，使用FPGA開(kāi)發(fā)板進(jìn)行硬件調(diào)試和性能測(cè)試；4.分析譯碼器系統(tǒng)的性能，針對(duì)性能問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化。六、預(yù)期成果1.基于FPGA的LDPC碼譯碼器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，包括硬件框圖、電路設(shè)計(jì)和相關(guān)文檔；2.基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的LDPC碼譯碼器性能分析和優(yōu)化結(jié)果；3.學(xué)術(shù)論文或者技術(shù)報(bào)告。七、研究時(shí)間安排1.2021年3月-5月：學(xué)習(xí)并掌握LDPC碼的基本原理和解碼算法，進(jìn)行文獻(xiàn)查找和資料整理；2.2021年6月-8月：學(xué)習(xí)FPGA硬件設(shè)計(jì)和編程，進(jìn)行LDPC碼譯碼器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)；3.2021年9月-11月：進(jìn)行硬件調(diào)試和性能測(cè)試，并分析譯碼器系統(tǒng)的性能問(wèn)題；4.2021年12月-2022年1月：完成實(shí)驗(yàn)分析和優(yōu)化，并撰寫(xiě)論文/報(bào)告。八、預(yù)算及資源本項(xiàng)目需要使用一塊FPGA開(kāi)發(fā)板、相關(guān)開(kāi)發(fā)工具軟件，以及購(gòu)買一些其他電子元器件。預(yù)算總額為3000元。九、參考文獻(xiàn)[1]柴建玉,陳英凈,劉冬,等.基于GPU加速的LDPC譯碼算法研究[J].計(jì)算機(jī)工程,2015,41(7):44-48.[2]PengYan,XiaokangLin.AnFPGA-BasedLow-ComplexityLDPCDecoder[J].IEEETransactionsonVeryLargeScaleIntegration(VLSI)Systems,2013,21(6):1080-1088.[3]SiyaoChang,WeiZhang.High-SpeedLow-LatencyLDPCDecoderonFPGA[C].IEEEInternationalConferenceonField-ProgrammableTechnologys,2014:184-191.[4]WeldonL.A.Hand