LDPC碼代數(shù)構(gòu)造算法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、低密度奇偶校驗(LDPC)碼,作為一種基于稀疏校驗矩陣的特殊線性分組碼,與 Turbo碼相比,具有描述簡單、實用靈活、可實現(xiàn)并行譯碼且復(fù)雜度低等優(yōu)點,已成為第四代移動通信等未來無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,也是目前編碼領(lǐng)域的研究熱點。
  LDPC碼校驗矩陣的構(gòu)造很大程度上決定了其譯碼性能。因此,構(gòu)造性能好的LDPC編碼具有重要意義。它的構(gòu)造法主要分為隨機構(gòu)造和結(jié)構(gòu)化構(gòu)造兩大類。隨機構(gòu)造采用計算機隨機搜索構(gòu)造校驗矩陣;而結(jié)構(gòu)化構(gòu)造一

2、般使用代數(shù)、幾何以及圖論方法進行構(gòu)造,其共同特點是都使用具有準循環(huán)結(jié)構(gòu)的奇偶校驗矩陣。
  本文系統(tǒng)闡述了LDPC碼的理論體系,包括LDPC碼定義、性能影響因素、構(gòu)造方法分類及總結(jié)、編譯碼原理及方法,并從各方面對LDPC碼進行了全面介紹。其中,圍長作為影響 LDPC碼性能的重要因素,是本文研究中代數(shù)構(gòu)造法的主要依據(jù);同時,重點對構(gòu)造法進行系統(tǒng)全面的分類和總結(jié),說明隨機構(gòu)造在性能上的優(yōu)勢和結(jié)構(gòu)化構(gòu)造在實現(xiàn)上的優(yōu)勢。最后,本文從有效改

3、善LDPC碼性能的方法—提高對應(yīng)Tanner圖中最小環(huán)的周長(圍長)入手,采用兩種代數(shù)構(gòu)造法,分別構(gòu)造LDPC碼的奇偶校驗矩陣,并進行了相關(guān)的仿真與分析。本文的研究內(nèi)容主要如下:
  1.提出了一種新的避免四六環(huán)的構(gòu)造方法:針對基于循環(huán)置換矩陣的LDPC碼構(gòu)造方法,在經(jīng)典的構(gòu)造碼字陣列碼基礎(chǔ)上,分析并給出指數(shù)矩陣中短環(huán)的具體存在形式,以避免影響 LDPC譯碼性能的四六環(huán)分布。該方法所構(gòu)造的碼字具有碼率、碼長可選,具有列重為3的特點

4、。之后,通過短環(huán)檢測算法驗證了所提構(gòu)造方法可避免四、六環(huán),使構(gòu)造的碼字圍長至少為8。最后,將所提碼字和隨機碼、陣列碼進行對比仿真。仿真結(jié)果表明:所提出碼字性能遠優(yōu)于陣列碼,在高信噪比下其性能稍遜于隨機碼字,但其編碼復(fù)雜度更低,更利于硬件實現(xiàn)。
  2.提出了一種利用環(huán)分布改善LDPC碼性能的構(gòu)造方法:首先,介紹了柱狀循環(huán)奇偶校驗矩陣的基本框架,并在此基礎(chǔ)上提出了能夠構(gòu)造出列重、行重、碼長、碼率靈活可變的LDPC碼。接著,分析了基于

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