低密度奇偶校驗碼及其并行級聯(lián)構(gòu)造的研究.pdf

1、信道編碼技術(shù)是未來寬帶無線通信系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)之一，而LDPC(LOW Density Parity Check，低密度奇偶校驗)碼具有逼近Shannon限的性能，是信道編碼研究領(lǐng)域的一個熱點。本論文研究了LDPC碼相關(guān)技術(shù)及其并行級聯(lián)構(gòu)造。論文分為八章。第一章介紹論文研究背景、研究內(nèi)容及主要貢獻。 第二章介紹 LDPC的基本原理，包括其二分圖結(jié)構(gòu)、校驗矩陣構(gòu)造方法及若干經(jīng)典譯碼算法。 第三章中，在理論分析LDPC碼譯碼器

2、輸出對數(shù)似然比信息的幅度均值的基礎(chǔ)上，為LDPC碼譯碼器設(shè)計了一種低復(fù)雜度的迭代終止準則——CMM準則。與其它迭代終止準則相比，CMM準則運算復(fù)雜度低，存儲空間占用量少。仿真結(jié)果表明，CMM準則可有效降低LDPC碼譯碼器的平均迭代次數(shù)，從而節(jié)省譯碼器運算量，降低譯碼器時延。仿真結(jié)果還表明，CMM準則的最佳參數(shù)對碼長、碼率、信道信噪比、信道種類都不敏感，具有較好的工程應(yīng)用前景。 第四章研究了LDPC碼譯碼器在不同信道狀態(tài)、調(diào)制方式

3、下對信噪比失配的敏感程度。然后分別針對高階調(diào)制環(huán)境和瑞利衰落環(huán)境，對AWGN信道中在線信噪比估計算法進行推廣，并獲得了兩種低復(fù)雜度盲信噪比估計算法。仿真結(jié)果表明，本文介紹的兩種信噪比估計算法在LDPC碼譯碼器中應(yīng)用時具有較好的性能。 受Turbo碼構(gòu)造思想啟發(fā)，將LDPC碼應(yīng)用于并行級聯(lián)結(jié)構(gòu)中，即可獲得一類新型編碼——PCGC(Parallel Concatenated Gallager Code，并行級聯(lián)Gallager碼)。

4、 第五章介紹了PCGC的編、譯碼器結(jié)構(gòu)及概率域譯碼算法，并推導(dǎo)獲得 PCGC的對數(shù)域譯碼算法——PCGC-Log-BP算法，以及一種復(fù)雜度更低的歸一化PCGC-Min-Sum算法。計算機仿真結(jié)果表明，PCGC-Log-BP算法與PCGC概率域譯碼算法在性能上基本相同，但PCGC-Log-BP算法具有較低運算復(fù)雜度，因此更適用于工程實現(xiàn)。同時仿真結(jié)果表明，適當設(shè)置歸一化PCGC-Min-Sum算法的歸一化因子，即能獲得逼近PCGC

5、-Log-BP算法的譯碼性能。 第六章推導(dǎo)了PCGC子碼的理論EXIT圖，為PCGC的理論分析提供了一個有力的工具。然后本文用其指導(dǎo)PCGC子譯碼器MLIN(Maximum Local IterationNumber，最大內(nèi)迭代次數(shù))的設(shè)置。仿真結(jié)果表明，基于EXIT圖分析的MLIN設(shè)置可在不影響譯碼器錯誤率性能的前提下，將譯碼器平均迭代次數(shù)降到最低，從而降低譯碼器運算量及譯碼時延。第六章還在邊信息幅度均值理論分析基礎(chǔ)上，參考C

6、MM準則的思想，為PCGC譯碼器設(shè)計了一種低復(fù)雜度的迭代終止準則——PCGC-CMM準則。仿真結(jié)果證明，PCGC-CMM準則可有效降低PCGC譯碼器的平均外迭代次數(shù)。 第七章中，通過分析子碼EXIT圖來指導(dǎo)PCGC子碼參數(shù)的設(shè)計。在設(shè)計了四種子碼組合之后，利用非規(guī)則LDPC碼的一些構(gòu)造方法，優(yōu)化構(gòu)造其校驗矩陣。仿真與分析表明，其中一種子碼組合編碼復(fù)雜度較低，在低信噪比區(qū)間性能較好，適用于實時傳輸環(huán)境。另外一種子碼組合具有低錯誤基