树玉泉，章林锋，胡志蕊，刘轶龙，贡冀鑫

(1.中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081；2.中国人民解放军32021部队，北京 100094)

0 引言

北斗三号全球卫星导航系统于2020年7月正式开通投入运行，向全球用户提供位置服务、应急搜救和精密单点定位等多种特色服务。根据北斗系统空间信号接口控制文件B1C，B2b和B2a，北斗系统下行信号电文使用了(200,100)(162,81)(96,48)(88,44)四种长度的六十四进制低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check，LDPC)作为主要信道编码形式。与二进制LDPC相比，多进制LDPC具有更低的误码平层和更高的增益[1-2]，但是由于其译码复杂度较高，对硬件资源较为紧张的接收机设计带来了挑战[3]。

Gallager[4]于1963年提出了二进制LDPC，并得到了广泛应用[5-7]。1998年，Davey和Mackay[8]研究了基于有限域的多进制LDPC，并给出了多进制LDPC的和积译码算法(Q-ary Sum-Product Algorithm，QSPA)，多进制LDPC的性能要优于二进制LDPC码，但这是以更大的编译码复杂度换取的。对于定义在GF(q)域的LDPC码，其中q=2p，标准的和积译码算法复杂度会随着p的增加而迅速增加。而另一方面，随着进制数的提升，其抗突发错误能力越强。因此，对于多进制LDPC的研究集中在如何降低译码算法复杂度。

本文面向接收机硬件实现，将基于FB算法的BC方案应用到校验节点更新中，并通过优化变量存储机制，减少不必要过程变量的存储，进一步优化了资源消耗。在此基础上，基于Xilinx的XC7K325T FPGA开发了(200,100)(162,81)(96,48)(88,44)四合一译码模块，开展了性能验证和分析，在性能、译码时延等方面找到了适应北斗三号全球卫星导航系统接收机的参数配置方案。

1 传统译码算法

T-EMS算法虽然译码速率快，但需要存储较多路径，不利于资源优化，且该算法性能相比于EMS算法略有降低。……