基于密度演化及有限碼長分析的低密度校驗碼構造.pdf

1、低密度校驗碼是一項具有廣泛應用前景的信道編譯碼技術，目前已被用于DVB-S2及802.16e等標準中。由于其性能可達到或超過Turbo碼，同時具有較低的編譯碼復雜度，所以受到了巨大關注。與規(guī)則低密度校驗碼相比，非規(guī)則低密度校驗碼能達到更優(yōu)的門限性能，而非規(guī)則低密度校驗碼的性能與其度分布對密切相關。利用密度演化技術，可確定具有相同度分布對的碼集合的性能。在此基礎上優(yōu)化度分布對，就能保證碼字具有良好的噪聲門限性能。然而，利用最優(yōu)度分布對直接

2、構造碼通常會帶有較嚴重的誤碼平層，因此必須在優(yōu)化時添加約束，并考慮到有限碼長的影響。另一方面，滿足同一度分布的隨機構造碼具有相近性能，然而考慮到編譯碼器的實現(xiàn)，必須對碼字結構做出一定約束，構造出在給定度分布對下便于實現(xiàn)的好碼。通過以上這些問題的研究，就能得到同時具有良好噪聲門限性能及低誤碼平層，且便于編譯碼器實現(xiàn)的好碼，應用于各種通信系統(tǒng)中的前向糾錯。本文首先利用密度演化研究低密度校驗碼的各種譯碼算法，包括置信傳播、最小和譯碼及其改進算

3、法，并推導出了分層譯碼算法的密度演化公式，在此基礎上比較各算法的門限及收斂性能，得到了改進最小和算法的最優(yōu)乘性因子，驗證了分層譯碼可節(jié)約一半的迭代次數(shù)。隨后通過有限碼長分析，研究了校驗矩陣結構對誤碼平層的影響，根據(jù)具有低外信息度的環(huán)是造成誤碼平層的主要因素這一結論，提出了保證低誤碼平層對變量節(jié)點度分布的約束，可用于度分布對的優(yōu)化。最后在考慮編譯碼算法的基礎上，提出了一種非規(guī)則碼的構造方法，使用約束度2節(jié)點的度分布對，通過近似環(huán)外信息度檢