碼率自適應(yīng)原模圖LDPC碼的設(shè)計(jì).pdf

1、低密度奇偶校驗(yàn)(Low Density Parity Check，LDPC)碼以其擁有接近Shannon限的性能、低的錯(cuò)誤地板和線性譯碼復(fù)雜度，對(duì)糾錯(cuò)編碼領(lǐng)域產(chǎn)生了重要的影響。然而，較高的編碼復(fù)雜度嚴(yán)重制約著LDPC碼的發(fā)展。為了解決該問題，2003年，JPL(Jet Propulsion Laboratory)實(shí)驗(yàn)室提出了一類結(jié)構(gòu)型的LDPC碼——原模圖LDPC碼。保留傳統(tǒng)LDPC碼的優(yōu)秀性能外，它還兼有編碼簡(jiǎn)單快速、易于硬件實(shí)現(xiàn)的特

2、點(diǎn)。隨著現(xiàn)代通信業(yè)務(wù)的增多、傳輸速率多樣性的增長(zhǎng)，糾錯(cuò)編碼必須能夠根據(jù)信道條件自適應(yīng)地變化碼率。面對(duì)這一新需求及原模圖LDPC碼的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)其碼率自適應(yīng)功能有重大意義。
　　 本文針對(duì)一種性能優(yōu)秀、錯(cuò)誤地板極低的原模圖LDPC碼----AR4JA碼，提出幾種碼率自適應(yīng)方法，構(gòu)造一組碼率自適應(yīng)AR4JA(Rate-Compatible AR4JA，RC-AR4JA)碼。在具體操作時(shí)，選取碼率為1/2的AR4JA碼作為母碼，結(jié)合刪余

3、和擴(kuò)展兩種方法共同實(shí)現(xiàn)其碼率自適應(yīng)。主要的研究工作及成果如下：⑴針對(duì)AR4JA碼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，提出一種新穎的“逐節(jié)點(diǎn)刪余”算法。該算法借鑒“分組揀選”算法中刪余變量節(jié)點(diǎn)恢復(fù)級(jí)別的定義，通過研究恢復(fù)級(jí)別對(duì)刪余碼型性能的影響，設(shè)計(jì)了三個(gè)準(zhǔn)則。經(jīng)過層層篩選，依次刪余滿足條件的冗余變量節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)碼率由0.5～0.8靈活變化的RC-AR4JA碼。⑵分析一種現(xiàn)有RC-AR4JA碼的擴(kuò)展方法，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，并命名為“混合擴(kuò)展”方法。通過對(duì)新增節(jié)

4、點(diǎn)和母碼節(jié)點(diǎn)復(fù)制數(shù)目的不等化處理，構(gòu)造一組碼率在0.5～0.25之間任意變化、簡(jiǎn)單可行的AR4JA碼，克服了現(xiàn)有RC-AR4JA碼碼率變化不靈活的缺點(diǎn)。⑶考慮到“混合擴(kuò)展”理論分析較難的局限，本文采用一種原模圖擴(kuò)展的方法。通過控制添加節(jié)點(diǎn)數(shù)目及邊的連接關(guān)系，構(gòu)造了一組碼率為2/5、2/6、2/7……的AR4JA碼。該方法保留了AR4JA碼結(jié)構(gòu)型的特性，便于理論上分析碼型的性能。較現(xiàn)有RC-AR4JA碼的優(yōu)勢(shì)在于，所得碼率數(shù)目更豐富、譯碼