基于集群型糾錯的兩比特BF譯碼算法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，對數(shù)字通信系統(tǒng)的要求越來越高。在通信編碼領(lǐng)域出現(xiàn)了一種低密度奇偶校驗(yàn)（Low-Density Parity-Check，簡稱LDPC）碼，該碼字具有低復(fù)雜度、糾錯能力強(qiáng)等特點(diǎn)，且經(jīng)過置信傳播（Belief Propagation）迭代譯碼，它的信道容量能夠逼近香農(nóng)限。在現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)中，糾錯碼的譯碼性能高低對整個通信系統(tǒng)影響極大，在很多實(shí)際應(yīng)用中LDPC碼的誤碼率要求在1210?左右甚至更低，因此如何有效提

2、高LDPC碼的譯碼性能成為當(dāng)前研究的一大熱點(diǎn)。通常提高譯碼性能主要從兩個方面進(jìn)行研究，一是提高譯碼速率，二是降低譯碼的誤碼率。
　　本文主要對LDPC碼的比特翻轉(zhuǎn)譯碼算法和碼字Tanner圖中的錯誤類型進(jìn)行了研究，給出了兩比特“比特翻轉(zhuǎn)”（Two-bit Bit Flipping，簡稱TBF）譯碼算法、陷阱集配置（Trapping Set Profile）的定義以及陷阱集配置的構(gòu)造，針對不同的陷阱集配置對TBF譯碼算法的選擇方案進(jìn)

3、行了研究。以下是本文的主要工作內(nèi)容概括：
　　1.系統(tǒng)地介紹了數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)展以及LDPC碼的研究現(xiàn)狀；詳細(xì)描述了LDPC碼的Tanner圖表示和陷阱集（Trapping Set）的相關(guān)概念；概括分析了LDPC碼的兩種典型的譯碼算法。
　　2.在比特翻轉(zhuǎn)（Bit Flipping）譯碼算法的基礎(chǔ)上，針對該算法對某些錯誤類型譯碼不能夠成功收斂的問題，在變量節(jié)點(diǎn)處額外添加一比特位信息，進(jìn)而給出兩比特變量節(jié)點(diǎn)的BF譯碼算法。實(shí)例

4、驗(yàn)證該譯碼算法在若干次迭代后，譯碼成功收斂。
　　3.在兩比特變量節(jié)點(diǎn)的 BF譯碼算法基礎(chǔ)上，分析另一類錯誤類型，發(fā)現(xiàn)TBFA1（Two-bit Bit Flipping Algorithm1）對該錯誤類型譯碼失敗的問題，在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處額外添加一比特位信息，進(jìn)而給出兩比特校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的BF譯碼算法（TBFA2），同時實(shí)例驗(yàn)證了TBFA2在若干次迭代后，譯碼成功收斂。再次結(jié)合算法分析給出了算法譯碼成功的收斂條件，實(shí)現(xiàn)了在BSC信道下TBF

5、（Two-bit Bit Flipping）譯碼算法的仿真，結(jié)果表明該譯碼算法的性能優(yōu)于BP譯碼算法的性能。
　　4.針對不同的錯誤類型，結(jié)合集群型糾錯（Collective Error Correction）給出了陷阱集和陷阱集配置的定義及構(gòu)造，該構(gòu)造是通過在子圖中添加變量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展的過程，進(jìn)而得到一個不含陷阱集的圖集合序列，通過依次遞歸可得到一個碼字Tanner圖的陷阱集配置。
　　5.針對不同的錯誤類型，給出消除碼字