低復(fù)雜度LDPC碼的編譯碼技術(shù)研究.pdf

1、低密度奇偶校驗碼(Low-Density Parity Check Code，LDPC碼)是一類具有稀疏校驗矩陣的線性分組碼，因其具有逼近Shannon極限的優(yōu)異性能和可實現(xiàn)高速編譯碼的潛力，成為信道編碼領(lǐng)域最受矚目的研究熱點之一。雖然LDPC碼的理論和應(yīng)用研究已取得了豐富的成果，但在LDPC碼的實用化過程中，LDPC碼的構(gòu)造及譯碼算法的性能和實現(xiàn)復(fù)雜度之間的矛盾仍然是一個未能很好解決的問題。如何在確保計算精度和計算速度的基礎(chǔ)上，研究具

2、有簡單結(jié)構(gòu)和快速譯碼性能的LDPC碼的編譯碼算法具有重要的理論價值和實用意義。
　　 論文回顧了信道編碼技術(shù)的發(fā)展歷程，介紹了LDPC碼的基本理論，在深入理解LDPC碼的基本原理的基礎(chǔ)上，從碼的結(jié)構(gòu)、度數(shù)分布、環(huán)與圍長、編譯碼算法、最小距離和最小碼重等方面分析了影響LDPC碼糾錯性能和編譯碼復(fù)雜度的相關(guān)因素，給出了4環(huán)和6環(huán)檢測算法，以及LDPC碼的最小距離和最小碼重的搜索算法。
　　 論文從性能和編碼復(fù)雜度兩方面對已有

3、的LDPC碼的隨機構(gòu)造法和代數(shù)構(gòu)造法做了分析，總結(jié)其優(yōu)勢和不足之處。分析了準(zhǔn)循環(huán)碼的環(huán)結(jié)構(gòu)，研究了增大準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼圍長的方法。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于PEG(Progrresive EdgeGrowth)算法構(gòu)造低復(fù)雜度準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼校驗矩陣的算法，給出了相應(yīng)的快速編碼方法，并分析了編碼復(fù)雜度。理論分析和仿真結(jié)果表明，使用該算法可以構(gòu)造任意碼率的性能優(yōu)異的LDPC碼。通過將校驗矩陣設(shè)計成近似下三角結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)線性復(fù)雜度的迭代編碼

4、。并且由于校驗矩陣基于循環(huán)矩陣擴展而成，因此不需要設(shè)計專用的存儲空間來存儲校驗矩陣，只需存儲基矩陣即可，存儲量非常小。
　　 論文還從因子圖的角度研究了和積譯碼算法的消息處理過程，分析了LDPC碼中環(huán)對消息處理過程的影響。從性能和譯碼復(fù)雜度兩方面對基于對數(shù)域的BP算法、最小和譯碼算法、以及改進(jìn)的Normalized BP-Based算法和Offset BP-Based算法進(jìn)行了分析，研究了簡化或改進(jìn)算法的簡化或改進(jìn)原理。在此基礎(chǔ)