MATLAB实现FPGA硬件仿真LDPC译码器 - 960位码长1/2码率译码方案

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了基于FPGA硬件架构的LDPC译码器，针对960位码长、1/2码率的LDPC码进行优化。通过硬件友好的定点运算和量化处理，模拟FPGA实现流程，有效平衡计算精度与资源效率。

详 情 说 明

FPGA硬件仿真式LDPC译码器

项目介绍

本项目通过MATLAB实现了一种面向FPGA硬件架构的LDPC译码算法仿真系统。系统针对码长960比特、码率1/2的LDPC码设计，采用最小和译码算法内核，并通过定点量化处理模拟真实FPGA硬件中的数据处理流程。该仿真器旨在准确反映FPGA实现中的计算精度、资源消耗和时序行为，为硬件设计提供可靠的算法验证平台。

功能特性

• 硬件映射仿真：模拟FPGA中的并行处理单元和流水线结构，实现与硬件一致的计算时序
• 最小和译码算法：采用简化计算复杂度的Min-Sum算法，支持可配置迭代次数
• 定点量化处理：支持可调量化比特宽度（4-8位），包含动态范围压缩和缩放因子调整
• 完整日志记录：详细记录每轮迭代的变量更新过程、校验和变化及收敛状态
• 误差分析功能：提供量化前后的数据对比与误差统计，评估量化策略的有效性

使用方法

输入参数说明

• 量化接收信号：int8类型的960维向量，表示信道输出的量化软信息（LLR）
• 校验矩阵：480×960稀疏矩阵，定义LDPC码的校验关系
• 量化参数：结构体包含三个字段：quantBits（量化位数）、scale（缩放因子）、maxIter（最大迭代次数）

执行译码

运行主仿真程序，系统将自动完成以下流程：

1. 输入参数解析与有效性检验
2. 量化参数配置与动态范围校准
3. 迭代式消息传递译码执行
4. 收敛判断与译码结果输出

输出结果

• 译码结果：960位二进制向量，表示最终译码出的信息序列
• 迭代信息：包含每轮迭代的校验和、变量节点/校验节点消息历史、终止状态
• 量化误差报告：展示各处理环节的量化误差分布统计

系统要求

• MATLAB R2020b或更高版本
• 需安装MATLAB基础模块及通信工具箱（用于稀疏矩阵操作）
• 内存建议4GB以上（用于处理中间变量日志记录）

文件说明

主程序文件完成了完整的译码器仿真流程，包括量化参数配置、迭代控制逻辑、最小值计算核心单元、动态范围调整机制、收敛性判断准则以及详细的数据记录功能。该文件通过模块化设计实现了译码算法的各核心环节，确保仿真过程与FPGA硬件行为的高度一致性，同时提供完整的中间数据输出用于硬件验证。