LDPC碼譯碼調(diào)度算法的研究.pdf

1、低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼因其能逼近香農(nóng)極限而成為當(dāng)下最流行的編碼方式之一，其譯碼算法亦成為研究熱點(diǎn)。在LDPC譯碼中，譯碼速率和復(fù)雜度之間的矛盾始終未得到很好的解決。在譯碼過程中，變量節(jié)點(diǎn)與校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)之間消息更新的次序稱為調(diào)度，通過改進(jìn)調(diào)度策略能加快LDPC譯碼收斂速率，但同時(shí)也增加了譯碼復(fù)雜度。
　　針對(duì)上述問題，本文對(duì)三種主流的調(diào)度算法的復(fù)雜度和性能做了分析，包括LBP、RBP和NW-RBP算法，并揭示了這些算法克服陷阱集的

2、機(jī)理。以此為契機(jī)，進(jìn)而提出了三種新的調(diào)度算法，較好地實(shí)現(xiàn)了收斂速率與復(fù)雜度間的折中。
　　在Tanner圖中，節(jié)點(diǎn)通過邊連接，它是變量節(jié)點(diǎn)與校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)交換信息的渠道。本文首先從邊的角度出發(fā)，提出了一種雙向反饋置信傳播(BFBP)算法。每個(gè)變量節(jié)點(diǎn)通過邊與相鄰的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)傳遞消息。在一次迭代過程中，若變量節(jié)點(diǎn)沿著這條邊接收和傳遞的消息符號(hào)極性一致，則認(rèn)為這條邊是有效的，讓這條邊上的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)去更新更多的鄰居變量節(jié)點(diǎn);反之則認(rèn)為這條邊是無效

3、的，讓這條邊上的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)對(duì)該變量節(jié)點(diǎn)傳遞的消息為0，即認(rèn)為校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)對(duì)該變量節(jié)點(diǎn)的判決不起作用，同時(shí)讓該變量節(jié)點(diǎn)向相鄰的其他校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)傳遞消息。該算法譯碼性能和收斂速率上與LBP相近甚至更為優(yōu)異，而譯碼復(fù)雜度僅有少量增加。
　　其次，從變量節(jié)點(diǎn)的角度出發(fā)，提出了一種動(dòng)態(tài)的消息更新策略，即分組置信傳播(GBP)算法。每個(gè)變量節(jié)點(diǎn)接收多個(gè)鄰居校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的消息，GBP根據(jù)這些消息的極性對(duì)變量節(jié)點(diǎn)的可靠度做出判斷，優(yōu)先更新那些不可靠的變量節(jié)點(diǎn)。

4、在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了分組判決的門限對(duì)GBP譯碼性能的影響。該算法能獲得比三種主流調(diào)度算法更快的收斂速率和譯碼性能，且能比RBP更為有效克服陷阱集引起的錯(cuò)誤平臺(tái)現(xiàn)象。
　　最后，從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的角度出發(fā)，提出了一種校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)可靠度置信傳播(RCN-BP)算法。根據(jù)一次迭代過程中，校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)是否滿足校驗(yàn)和對(duì)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的可靠度進(jìn)行區(qū)分，對(duì)不可靠的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)先更新。值得注意的是，在滿足停止條件之前，一旦判定某個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)不可靠，則始終認(rèn)為它是不