基于 FPGA的 QC-LDPC编码优化研究
CSTR:
作者:
作者单位:

(1.重庆移通学院公共大数据安全技术重庆市重点实验室,重庆 401520;2.重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆 400065)

作者简介:

董妮娅(1982.),女(汉族),云南昆明人,硕士,高级工程师,从事通信与信息系统信道编解码技术研究工作。

通讯作者:

中图分类号:

TN911. 22

基金项目:


Research on QC-LDPC Coding Optimization Based on FPGA
Author:
Affiliation:

(1. Chongqing Key Laboratory of public big data security technology,Chongqing Yitong University,Chongqing 401520,P. R. China;2. School of communication and information engineering,Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing 400065,P. R. China)

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    摘要:

    针对准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)在 5G NR系统中的应用需求,提出一种基于生成子矩阵循环重构的编码优化方法,该方法根据输入信息序列的码长和码率确定基矩阵、提升因子(Z)及生成子矩阵(P),以间隔 Z对生成子矩阵进行存储和重构,有效降低存储资源消耗。通过 Verilog HDL语言在 FPGA平台上进行编码器的实现和验证,结果表明该优化设计相较直接编码减少了 14. 6%的 LUT资源消耗和 54. 6%的寄存器资源消耗,在 100 MHz时钟频率下,编码吞吐率最高可达 2. 7 Gb/s,能够满足高速编码的应用需求。

    Abstract:

    To address the application requirements of quasi-cyclic low-density parity-check(QC-LDPC)codes in 5G new radio(NR)systems,we propose an encoding optimization method based on cyclic reconstruction of generator submatrices. This method determines the base matrix,lifting factor(Z),and generator submatrix(P)according to the code length and code rate of the input information sequence. By storing and reconstructing the generator submatrix at intervals of Z,the method effectively reduces memory resource consumption. The encoder is implemented and verified on a field programmable gate array(FPGA)platform using Verilog HDL. The results show that the optimized design reduces look-up table(LUT)resource consumption by 14. 6% and register resource consumption by 54. 6% compared with direct encoding,and the maximum encoding throughput can reach 2. 7 Gb/s at a clock frequency of 100 MHz, which can satisfy the application requirements of high-speed coding.

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  • 收稿日期:2025-03-28
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  • 在线发布日期: 2025-08-22
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