寬帶數(shù)字通信系統(tǒng)中低密度奇偶校驗(yàn)碼的研究.pdf

1、低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼作為一種能夠逼近香農(nóng)限的糾錯(cuò)編碼，多年來(lái)一直是信道編碼領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。尤其是進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，隨著關(guān)于這種碼的理論體系逐步完善，以及各種適于實(shí)際應(yīng)用的碼字結(jié)構(gòu)被提出，LDPC碼已經(jīng)越來(lái)越多地在標(biāo)準(zhǔn)通信系統(tǒng)中得到應(yīng)用。隨著應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓寬，LDPC碼也面臨著許多來(lái)自實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的挑戰(zhàn)。
　　 本文將著重對(duì)LDPC碼的碼字設(shè)計(jì)、譯碼算法改進(jìn)、碼字截短以及編碼與高階調(diào)制的結(jié)合等四個(gè)方面進(jìn)行研究。首先，本文提

2、出一種基于柵格平面的碼字設(shè)計(jì)方法。這種方法所設(shè)計(jì)的校驗(yàn)矩陣具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于描述的特點(diǎn)，行列重量比例可以貼近度分布的要求；通過(guò)行列變換這種碼可以轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)循環(huán)的形式，便于并行編譯碼的處理；利用提出的算法，文中針對(duì)DVB-C2/T2/S2和DTMB標(biāo)準(zhǔn)的碼長(zhǎng)和碼率要求設(shè)計(jì)了兩個(gè)IRA類(lèi)的LDPC碼，仿真顯示，設(shè)計(jì)碼字的譯碼性能均優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)中的現(xiàn)有碼字。其次，本文提出一種基于外信息符號(hào)變化的改進(jìn)譯碼算法，這種算法旨在改進(jìn)置信傳播算法中校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)對(duì)

3、外信息處理的天然不足。通過(guò)修正因子對(duì)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的變號(hào)外信息加以抑制，可以降低迭代譯碼過(guò)程中錯(cuò)誤數(shù)的波動(dòng)，提高譯碼收斂的概率。這種算法還可以同行列聯(lián)合類(lèi)的置信傳播算法進(jìn)行結(jié)合。仿真顯示，采用改進(jìn)算法的傳統(tǒng)BP算法和行列聯(lián)合的BP算法的譯碼性能均有所提高。再次，本文提出一種對(duì)已知LDPC碼截短的算法。為了降低截短碼字的譯碼門(mén)限和提高算法的效率，文中將討論信息節(jié)點(diǎn)的選取問(wèn)題和刪除準(zhǔn)則：利用提出的算法和準(zhǔn)則，對(duì)DTMB標(biāo)準(zhǔn)中的LDPC碼進(jìn)行了

4、截短，仿真結(jié)果印證了譯碼門(mén)限的改善。最后，本文提出了非規(guī)則LDPC碼與PAM/QAM調(diào)制結(jié)合的比特映射結(jié)構(gòu)。為了綜合利用高階調(diào)制的分級(jí)保護(hù)特性和非規(guī)則LDPC碼信息節(jié)點(diǎn)度值多樣化的特性，本文引入了比特映射多項(xiàng)式的概念，借以描述編碼與調(diào)制之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)對(duì)映射多項(xiàng)式系數(shù)的優(yōu)化，進(jìn)而可以降低編碼調(diào)制下LDPC碼的譯碼門(mén)限。本文利用提出的優(yōu)化算法，對(duì)DTMB標(biāo)準(zhǔn)中三種的碼字和兩種調(diào)制的組合進(jìn)行了映射多項(xiàng)式優(yōu)化，通過(guò)仿真比較，比特映射后的譯