低密度奇偶校驗(yàn)碼及其譯碼算法研究.pdf

1、從Turbo碼發(fā)明開(kāi)始，信道編碼進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期。低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼的用途也被重新發(fā)現(xiàn)。因?yàn)榫哂徐`活多變的構(gòu)造方法，超越Turbo碼的漸進(jìn)Shannon limit的譯碼性能和高速并行實(shí)現(xiàn)譯碼結(jié)構(gòu)，LDPC碼被用于移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、深空通信和硬盤(pán)存儲(chǔ)等領(lǐng)域。置信度傳播(BP)譯碼算法以其簡(jiǎn)單可并行的特點(diǎn)在LDPC碼譯碼中廣泛采用。 BP譯碼中變量節(jié)點(diǎn)間通過(guò)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的約束互相傳遞消息，使得變量節(jié)點(diǎn)的可靠度增強(qiáng)。這些消息

2、的傳遞速度和廣度決定了BP譯碼的性能。由于更新的變量節(jié)點(diǎn)消息只有在下一次迭代中被使用，標(biāo)準(zhǔn)BP譯碼迭代方案的收斂速度較慢。分析了基于變量節(jié)點(diǎn)和基于校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的串行BP譯碼迭代方案，并在這兩種串行迭代方案的基礎(chǔ)上提出了串并行混合的BP譯碼迭代方案。仿真結(jié)果表明該迭代方案進(jìn)一步提升BP譯碼收斂速度。 修正的BP譯碼算法是一種改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)BP譯碼算法性能的譯碼算法。標(biāo)準(zhǔn)BP譯碼算法用于LDPC碼譯碼表現(xiàn)出較多的缺陷。Tanner圖中短圈的存

3、在極大地影響了BP譯碼的性能，使其與最大似然(ML)譯碼的性能有較大差距?；仡櫫薆P譯碼的收斂性和BP譯碼錯(cuò)誤類(lèi)型的分類(lèi)，分析了各種現(xiàn)有修正的BP譯碼算法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)BP譯碼算法的改進(jìn)和不足，詳細(xì)觀察了糾錯(cuò)增強(qiáng)的置信度傳播(ABP)譯碼的過(guò)程，針對(duì)現(xiàn)有的ABP譯碼算法的不足，提出了新的變量節(jié)點(diǎn)選擇方法和并行ABP譯碼方案。仿真結(jié)果表明這兩個(gè)改進(jìn)明顯提升了ABP譯碼的性能。ABP譯碼性能受碼長(zhǎng)、變量節(jié)點(diǎn)選擇方法、譯碼樹(shù)的層數(shù)和樹(shù)分支上BP譯碼最

4、大迭代次數(shù)共同影響。進(jìn)一步通過(guò)仿真分析了ABP澤碼器各參數(shù)對(duì)譯碼性能的影響，給出了優(yōu)化ABP譯碼的方法。 渦輪(Turbo)譯碼方法被用于并行級(jí)聯(lián)Gallager碼(PCGC)。PCGC將兩個(gè)較高碼率的LDPC碼并行級(jí)聯(lián)構(gòu)成較低碼率的碼。隨機(jī)構(gòu)造的LDPC碼具有O(N<'2>)的編碼復(fù)雜度。對(duì)于較長(zhǎng)的隨機(jī)構(gòu)造碼，硬件上PCGC碼的編碼復(fù)雜度難以承受。而碼長(zhǎng)較短時(shí)，LDPC碼的性能又不理想。短碼構(gòu)造的并行級(jí)聯(lián)Gallager碼(S