低差錯(cuò)平臺(tái)LDPC碼字構(gòu)造及譯碼.pdf

1、低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC)具有低復(fù)雜度迭代譯碼和逼近香農(nóng)極限性能的優(yōu)點(diǎn)，在存儲(chǔ)及通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但LDPC碼的迭代譯碼結(jié)果容易出現(xiàn)差錯(cuò)平臺(tái)問(wèn)題，嚴(yán)重影響了LDPC碼字抗差錯(cuò)性能的進(jìn)一步提升和更為廣泛的應(yīng)用。研究低差錯(cuò)平臺(tái)的LDPC碼字編解碼方法,提升其誤碼性能和降低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度具有重要的理論與應(yīng)用價(jià)值。
　　研究發(fā)現(xiàn)，陷阱集是差錯(cuò)平臺(tái)的主要成因。為了降低差錯(cuò)平臺(tái)，本文首先對(duì)LDPC碼字結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)增加最小圍長(zhǎng)或者最

2、小距離，降低陷阱集出現(xiàn)的概率，緩解差錯(cuò)平臺(tái)問(wèn)題。雖然隨機(jī)構(gòu)造法性能較好，但結(jié)構(gòu)的無(wú)規(guī)律性加大了硬件實(shí)現(xiàn)的難度，因此我們采用有一定規(guī)律的結(jié)構(gòu)化LDPC碼字構(gòu)造方法。常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)化構(gòu)造方法包括準(zhǔn)循環(huán)，漸進(jìn)邊增加以及網(wǎng)格構(gòu)造方法等等。本文利用二維網(wǎng)格圖，提出了一種圍長(zhǎng)為10的碼字構(gòu)造方法。該方法對(duì)斜率集進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，利用一組特殊的數(shù)列作為斜率子集，該數(shù)列中不存在任何三項(xiàng)元素公差相等和任何四項(xiàng)元素公差相等或者成兩倍的情況，從而排除線段構(gòu)成三角形

3、和四邊形的可能，得到圍長(zhǎng)為10的LDPC碼字，提升了誤碼性能，降低了差錯(cuò)平臺(tái)，由于其編碼生成矩陣具有循環(huán)結(jié)構(gòu)，因此硬件實(shí)現(xiàn)所占用的資源和復(fù)雜度得到了有效降低。
　　為了提高LDPC譯碼的誤碼性能以及降低譯碼計(jì)算復(fù)雜度，本文將分合譯碼算法引入比特翻轉(zhuǎn)譯碼中，提出一種分合型反轉(zhuǎn)譯碼算法，在誤碼性能與計(jì)算復(fù)雜度之間取得了較好的平衡。同時(shí)，針對(duì)差錯(cuò)平臺(tái)問(wèn)題提出了一種兩級(jí)選擇性譯碼算法。該算法分為兩個(gè)階段，第一階段采用常規(guī)的BP譯碼算法，若

4、符合停止準(zhǔn)則即進(jìn)入第二階段，避免不必要的迭代處理；在第二階段中，將待處理的信息節(jié)點(diǎn)分成可信節(jié)點(diǎn)和可疑節(jié)點(diǎn)兩類，適當(dāng)增加可信節(jié)點(diǎn)的置信度，并根據(jù)可疑節(jié)點(diǎn)的可疑程度對(duì)其進(jìn)行順序逐位翻轉(zhuǎn)迭代譯碼，取得了良好的譯碼性能。理論分析與仿真實(shí)驗(yàn)表明：在AWGN信道下，與回溯、置信度平均和后處理三種緩解差錯(cuò)平臺(tái)問(wèn)題的譯碼算法相比，本文提出的方法在降低差錯(cuò)平臺(tái)的同時(shí)，譯碼的計(jì)算復(fù)雜度得到了有效降低，通過(guò)對(duì)其進(jìn)一步優(yōu)化，能方便地進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)，具有較高的應(yīng)用