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QuaSI-Arithmetic

高吞吐量LDPC碼編碼構造及其FPGA實現

低密度校驗碼（LDPC，Low Density Parity Check Code）是一種性能接近香農極限的信道編碼，已被廣泛地采用到各種無線通信領域標準中，包括我國的數字電視地面傳輸標準、歐洲第二代衛星數字視頻廣播標準（DVB-S2，Digital Video Broadcasting-Satellite 2）、IEEE 802.11n、IEEE 802.16e等。它是3G乃至將來4G通信系統中的核心技術之一。當今LDPC碼構造的主流方向有兩個，分別是結合準循環（QC，Quasi Cyclic）移位結構的單次擴展構造和類似重復累積（RA，Repeat Accumulate）碼構造。相應地，主要的LDPC碼編碼算法有基于生成矩陣的算法和基于迭代譯碼的算法。基于生成矩陣的編碼算法吞吐量高，但是需要較多的寄存器和ROM資源；基于迭代譯碼的編碼算法實現簡單，但是吞吐量不高，且不容易構造高性能的好碼。本文在研究了上述幾種碼構造和編碼算法之后，結合編譯碼器綜合實現的復雜度考慮，提出了一種切實可行的基于二次擴展（Dex，Duplex Expansion）的QC-LDPC碼構造方法，以實現高吞吐量的LDPC碼收發端；并且充分利用該類碼校驗矩陣準循環移位結構的特點，結合RU算法，提出了一種新編碼器的設計方案。基于二次擴展的QC-LDPC碼構造方法，是通過對母矩陣先后進行亂序擴展（Pex，Permutation Expansion）和循環移位擴展（CSEx，Cyclic Shift Expansion）實現的。在此基礎上，為了實現可變碼長、可變碼率，一般編譯碼器需同時支持多個亂序擴展和循環移位擴展的擴展因子。本文所述二次擴展構造方法的特點在于，固定循環移位擴展的擴展因子大小不變，支持多個亂序擴展的擴展因子，使得譯碼器結構得以精簡；構造得到的碼字具有近似規則碼的結構，便于硬件實現；（偽）隨機生成的循環移位系數能夠提高碼字的誤碼性能，是對硬件實現和誤碼性能的一種折中。新編碼器在很大程度上考慮了資源的復用，使得實現復雜度近似與碼長成正比。考慮到吞吐量的要求，新編碼器結構完全拋棄了RU算法中串行的前向替換（FS，Forward Substitution）模塊，同時簡化了流水線結構，由原先RU算法的6級降低為4級；為了縮短編碼延時，設計時安排每一級流水線計算所需的時鐘數大致相同。這種碼字構造和編碼聯合設計方案具有以下優勢：相比RU算法，新方案對可變碼長、可變碼率的支持更靈活，吞吐量也更大；相比基于生成矩陣的編碼算法，新方案節省了50％以上的寄存器和ROM資源，單位資源下的吞吐量更大；相比類似重復累積碼結構的基于迭代譯碼的編碼算法，新方案使高性能LDPC碼的構造更為方便。以上結果都在Xilinx Virtex II pro 70 FPGA上得到驗證。通過在實驗板上實測表明，上述基于二次擴展的QC-LDPC碼構造和相應的編碼方案能夠實現高吞吐量LDPC碼收發端，在實際應用中具有很高的價值。目前，LDPC碼正向著非規則、自適應、信源信道及調制聯合編碼方向發展。跨層聯合編碼的構造方法，及其對應的編碼算法，也必將成為信道編碼理論未來的研究重點。

標簽： LDPC FPGA 吞吐量編碼

上傳時間： 2013-07-26

上傳用戶：qoovoop
高效的CABAC解碼器設計及FPGA實現

H.264/AVC是ITU與ISO/IEC(International Standard Organization/Intemational Electrotechnical Commission國際標準化組織/國際電工委員會)聯合推出的活動圖像編碼標準。作為最新的國際視頻編碼標準，H.264/AVC與MPEG-4、H.263等視頻編碼標準相比，性能有了很大提高，并已在流媒體、數字電視、電話會議、視頻存儲等諸多領域得到廣泛的應用。基于上下文的自適應二進制算術編碼(Conrext-based Adaptive Binary Arithmetic Coding，CABAC)是H.264/AVC的兩個熵編碼方案之一，相對于另一熵編碼方案-CAVLC(基于上下文的自適應可變長編碼)，CABAC具有更高的數據壓縮率：在同等編碼質量下要比CAVLC提高10％～15％的壓縮率。CABAC能實現很高的數據壓縮率，但這是以增加實現的復雜性為代價的。在已有的硬件實現方法上，CABAC的解碼效率并不高。論文在深入研究CABAC解碼算法及其實現流程，并在仔細分析了H.264/AVC碼流結構的基礎上，總結出了影響CABAC解碼效率的各個環節，并以此為出發點，對CABAC解碼所需中的各個功能模塊進行了優化設計，設計出一種新的CABAC解碼器結構，相對于一般的CABAC解碼器，它的解碼效率得到了顯著提高。論文針對影響CABAC解碼過程的"瓶頸"問題一多次訪問存儲部件影響解碼速率，提出了新的存儲組織方式，并根據CABAC的碼流結構特性，采用4個子解碼器級聯的方式來進一步提高解碼速率。最后，用Verilog語言對所設計的CABAC解碼器進行了描述，用EDA軟件對其進行了仿真，并在FPGA上驗證了其功能，結果顯示，該CABAC解碼器結構顯著提高了解碼效率，能夠滿足高檔次實時通訊的要求。

標簽： CABAC FPGA 解碼器

上傳時間： 2013-07-03

上傳用戶：huazi
如何提高模冪運算速度應用筆記

Abstract: This application note describes how to improve the speed of modular exponentiation by more than 50% whenusing MAXQ® microcontrollers that have a modular arithmetic accelerator (MAA).

標簽： 如何提高模冪運算應用筆記速度

上傳時間： 2013-11-17

上傳用戶：s363994250
基于單DSP的VoIP模擬電話適配器研究與實現

基于單DSP的VoIP模擬電話適配器研究與實現:提出和實現了一種新穎的基于單個通用數字信號處理器(DSP)的VoIP模擬電話適配器方案。DSP的I/O和存儲資源非常有限，通常適于運算密集型應用，不適宜控制密集型應用[5]。該系統高效利用單DSP的I/O和片內外存儲器資源，采用μC/OS-II嵌入式實時操作系統，支持SIP和TCP-UDP/IP協議，通過LAN或者寬帶接入，使普通電話機成為Internet終端，實現IP電話。該系統軟硬件結構緊湊高效，運行穩定，成本低，具有廣闊的應用前景。關鍵詞：模擬電話適配器；IP電話；數字信號處理器；μC/OS-II 【Abstract】This paper presents a VoIP ATA solution based on a single digital signal processor (DSP). DSPs are suitable for arithmetic-intensiveapplication and unsuitable for control-intensive application because of the limitation of I/O and memory resources. This solution is based on a 16-bitfixed-point DSP and μC/OS-II embedded real-time operating system. It makes good use of the limited resources, supports SIP and TCP-UDP/IPprotocol. It can connect the analog telephone to Internet and realize the VoIP application. This system has a great future for its high efficiency andlow cost.【Key words】Analog telephone adapter (ATA); Voice over Internet protocol (VoIP); Digital signal processor (DSP); μC/OS-II Research and Implementation of VoIPATA Based on Single DSP

標簽： VoIP DSP 模擬電話適配器

上傳時間： 2013-11-20

上傳用戶：Wwill
Nios II定制指令用戶指南

Nios II定制指令用戶指南：With the Altera Nios II embedded processor, you as the system designer can accelerate time-critical software algorithms by adding custom instructions to the Nios II processor instruction set. Using custom instructions, you can reduce a complex sequence of standard instructions to a single instruction implemented in hardware. You can use this feature for a variety of applications, for example, to optimize software inner loops for digital signal processing (DSP), packet header processing, and computation-intensive applications. The Nios II configuration wizard,part of the Quartus® II software’s SOPC Builder, provides a graphical user interface (GUI) used to add up to 256 custom instructions to the Nios II processor. The custom instruction logic connects directly to the Nios II arithmetic logic unit (ALU) as shown in Figure 1–1.

標簽： Nios 定制指令用戶

上傳時間： 2013-10-12

上傳用戶：kang1923
很好用的壓縮和解壓縮程序

很好用的壓縮和解壓縮程序，Arithmetic，請大家試用一下，多指教！

標簽： 解壓程序

上傳時間： 2015-03-19

上傳用戶：ruixue198909
In each step the LZSS algorithm sends either a character or a <position, length> pair. Among t

In each step the LZSS algorithm sends either a character or a <position, length> pair. Among these, perhaps character "e" appears more frequently than "x", and a <position, length> pair of length 3 might be commoner than one of length 18, say. Thus, if we encode the more frequent in fewer bits and the less frequent in more bits, the total length of the encoded text will be diminished. This consideration suggests that we use Huffman or arithmetic coding, preferably of adaptive kind, along with LZSS.

標簽： algorithm character position either

上傳時間： 2014-01-27

上傳用戶：wang0123456789
vhdl程序源代碼

vhdl程序源代碼，包括Combinational Logic Counters Shift Registers Memory State Machines Registers Systems ADC and DAC Arithmetic等

標簽： vhdl 程序源代碼

上傳時間： 2013-12-26

上傳用戶：363186
此文件用于仿真MIMO-STBC 系統性能程序

此文件用于仿真MIMO-STBC 系統性能程序，包括了發送，mimo quasi-static channel 和接收部分。用的是8psk調制

標簽： MIMO-STBC 仿真系統性能程序

上傳時間： 2014-01-20

上傳用戶：13517191407
/* This program generates the DApkg.vhd file that is used to define * the DA filter core and give

/* This program generates the DApkg.vhd file that is used to define * the DA filter core and gives its parameters and the contents of the * Distributed Arithmetic Look-up-table "DALUT" according to the DA algorithm

標簽： generates the program define

上傳時間： 2015-07-07

上傳用戶：wangchong