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极化码是一种在无记忆信道下能够被严格证明可以达到香农限的信道编码方案,近年来受到国内外研究者的广泛关注,并于2016年被3GPP选为5G中增强移动宽带场景的控制信道编码方案。面对5G更高速率的要求和更高的性能指标,需要设计更加灵活、高效的译码器。本文主要针对极化码置信度传播(Belief Propagation,BP)译码算法,对其译码算法和硬件架构进行研究,主要工作如下:1)本文提出了一种交叉结构调度的BP译码算法,提高了迭代中节点软信息的可靠性效率。传统的BP算法由于更新调度的串行性,节点软信息的更新效率受到限制,而提出的译码算法更新后的节点软信息能够直接用于下一阶节点的信息更新,避免使用存储器存储中间数据。通过对译码因子图中节点更新计算的分析,删除因子图中最后一阶处理单元的更新。对基于子因子图(Connect Sub-factor Graph,CSFG)冻结的提前停止方法进行改进,加快译码收敛速度,在降低译码迭代次数的基础上,降低了译码复杂度。在此基础上,设计了基于交叉结构调度的BP译码器。在Stratix V 5SGXEA7N2F24C2上进行综合,译码器工作频率最高可达275MHz。信噪比为4dB时,提出的BP译码器平均译码延迟为107ns,与双列BP译码算法相比可减少50.6%。2)设计了一种兼容极化码和低密度奇偶校验码的BP译码器。通过分析BP译码算法的节点计算方法,设计了一种可兼容译码两种码字的处理单元。为降低资源消耗,设计了兼容极化码节点信息和LDPC码节点信息的存储架构,可用于存储不同标准下的节点信息。在此基础上设计了一种兼容极化码和低密度奇偶校验码的BP译码架构,在5SGXEA7N2F24C2上进行综合。测试表明,兼容的译码器可用于译码(128,64)极化码和(2240,1408)低密度奇偶校验码两种码字,工作频率可达160MHz,LDPC码信噪比为3dB时,其吞吐率可达178Mbps;极化码信噪比为4dB时,其吞吐率可达318Mbps。同时,兼容译码器所用寄存器资源仅为两种译码器单独译码时所用总资源的37%,逻辑资源消耗占用芯片总资源的14%,低于两种码字单独译码时所用资源。