多進(jìn)制LDPC隨機(jī)譯碼算法研究.pdf

1、相同碼長(zhǎng)的情況下，多進(jìn)制LDPC碼相較于二進(jìn)制LDPC碼而言具有更為優(yōu)異的糾錯(cuò)性能，其抗突發(fā)錯(cuò)誤能力強(qiáng)并且更適合高速傳輸。但隨著有限域的增大，其復(fù)雜度過(guò)大不利于廣泛的應(yīng)用。本文將隨機(jī)計(jì)算的思想與多進(jìn)制LDPC和積譯碼算法相結(jié)合設(shè)計(jì)了隨機(jī)譯碼算法，該算法將譯碼過(guò)程中傳遞的概率值轉(zhuǎn)化為隨機(jī)符號(hào)流，從而節(jié)點(diǎn)間傳遞的多維概率矢量轉(zhuǎn)化成了幾條比特流，在硬件實(shí)現(xiàn)上將節(jié)點(diǎn)間錯(cuò)綜復(fù)雜的連線大大簡(jiǎn)化。而且在譯碼過(guò)程中由簡(jiǎn)單的邏輯門替換復(fù)雜的浮點(diǎn)運(yùn)算，簡(jiǎn)化

2、了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。從而我們可以采用全并行的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)譯碼，提升時(shí)鐘速率，對(duì)吞吐率的提升有重大意義。
　　本文首先介紹多進(jìn)制LDPC碼的編解碼算法，并比較了多進(jìn)制與二進(jìn)制 LDPC在譯碼過(guò)程中的差異性。隨后用漸進(jìn)邊增長(zhǎng)算法設(shè)計(jì)了校驗(yàn)矩陣的構(gòu)造方法。接著介紹了隨機(jī)計(jì)算的思想，通過(guò)給出簡(jiǎn)單運(yùn)算的電路實(shí)現(xiàn)展現(xiàn)了隨機(jī)計(jì)算的特性。在此基礎(chǔ)上，研究了隨機(jī)譯碼并設(shè)計(jì)了各單元電路結(jié)構(gòu)，將隨機(jī)譯碼與和積譯碼算法對(duì)比，分析了性能的優(yōu)劣。為了解決隨機(jī)譯碼不收斂

3、的問(wèn)題，分析了鎖存現(xiàn)象，給出了依據(jù)噪聲的縮放、邊存儲(chǔ)器以及分支結(jié)構(gòu)等改進(jìn)措施和具體電路設(shè)計(jì)。
　　在GF(16)的有限域中，我們用隨機(jī)譯碼器對(duì)（252,126）的非規(guī)則LDPC碼進(jìn)行解碼，改進(jìn)后的隨機(jī)譯碼與和積譯碼算法譯碼性能只相差0.1dB左右。在0Eb/N為3dB情況下，如果時(shí)鐘速率為fMHz，吞吐率可以達(dá)到f/10Mbps。本文所設(shè)計(jì)的多進(jìn)制 LDPC隨機(jī)譯碼算法具有低復(fù)雜度特性以及接近和積譯碼算法的性能等優(yōu)勢(shì)，使得其在硬件