發(fā)布時間：2018-03-10 20:20

  本文選題：同步錯誤　切入點：級聯(lián)碼　出處：《天津大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：同步錯誤在實際的通信和存儲系統(tǒng)中是比較常見的,例如多媒體數(shù)字水印系統(tǒng)和磁記錄系統(tǒng),主要表現(xiàn)為比特或符號的插入和刪節(jié)。單個未被糾正的同步錯誤會引發(fā)一系列突發(fā)性的替代錯誤,直到系統(tǒng)恢復(fù)同步,這將造成災(zāi)難性的后果。針對同步錯誤,研究者們設(shè)計了一類可糾正同步錯誤的糾錯碼。其中,Davey和Mackay針對隨機同步錯誤信道提出一種稱為DM構(gòu)造的級聯(lián)碼編譯碼方案,可糾正多個同步錯誤和替代錯誤,是非常具有應(yīng)用前景的同步錯誤糾錯碼。然而,這種級聯(lián)碼采用多進制低密度奇偶校驗(Low-Density Parity-Check,LDPC)碼作為外碼,編碼復(fù)雜度較高。針對該問題,本文對DM構(gòu)造的外碼進行了優(yōu)化設(shè)計,設(shè)計了一類特殊的廣義低密度碼,也即每行采用相同非零元素組的多進制LDPC碼。首先,本文采用半隨機構(gòu)造法構(gòu)造了一種低編碼復(fù)雜度的多進制LDPC碼。這種半隨機構(gòu)造法采用漸進邊增長算法與準(zhǔn)循環(huán)擴展方法對基矩陣進行擴展,并對非零元素進行了優(yōu)化配置。通過優(yōu)化非零元素的值,盡量消除了短環(huán),并有效減少了低重碼字的數(shù)量,改善了多進制LDPC碼的性能。由于可將這種碼的校驗矩陣轉(zhuǎn)換為重復(fù)累加碼的校驗矩陣的結(jié)構(gòu),因此可實現(xiàn)低復(fù)雜度編碼。該類多進制LDPC碼的每一行采用相同的非零元素組,因此是一類特殊的廣義低密度碼,性能優(yōu)越。進一步,將DM構(gòu)造的外碼替換為所構(gòu)造的多進制LDPC碼,來糾正通信系統(tǒng)中的替代錯誤和同步錯誤。改進的DM構(gòu)造以水印碼為內(nèi)碼,用于推斷發(fā)生同步錯誤的位置以恢復(fù)同步,并為外譯碼器提供軟信息輸出;以所構(gòu)造的多進制LDPC碼為外碼,采用置信度傳播迭代譯碼算法糾正接收序列中的插入、刪節(jié)及替代錯誤。仿真結(jié)果表明,改進的DM構(gòu)造在二進制插入、刪節(jié)、替代(Binary Insertion-Deletion-Substitution,BIDS)信道下具有較好的糾錯性能,且編碼復(fù)雜度較低。
[Abstract]:Synchronization errors are common in real communication and storage systems, such as multimedia digital watermarking systems and magnetic recording systems. A single uncorrected synchronization error can cause a series of sudden substitution errors until the system resumes synchronization, which will have disastrous consequences. Researchers have designed a class of error-correcting codes which can correct synchronization errors, in which Davey and Mackay propose a concatenated coding and decoding scheme called DM construction for random synchronous error channels, which can correct multiple synchronization errors and substitute errors. However, this concatenated code takes Low-Density Parity-Checkcheck LDPC (LDPC) code as the outer code, which has high coding complexity. In order to solve this problem, this paper optimizes the design of the outer code constructed by DM. A special class of generalized low density codes is designed, that is, the multiary LDPC codes with the same set of nonzero elements are used in each row. In this paper, a low coding complexity multiary LDPC code is constructed by using semi-random construction method, in which the base matrix is extended by the asymptotic edge growth algorithm and the quasi-cyclic expansion method. By optimizing the value of non-zero elements, the short loop is eliminated as far as possible, and the number of low-duplication code words is reduced effectively. The performance of the multiary LDPC code is improved. Since the check matrix of this code can be converted into the structure of the check matrix of the repeated accumulative code, the low complexity coding can be realized. Each row of this kind of multiary LDPC code adopts the same set of non-zero elements. Therefore, it is a special kind of generalized low density code with superior performance. Furthermore, the outer code constructed by DM is replaced by the constructed multiary LDPC code to correct the substitution error and synchronization error in the communication system. The improved DM construction takes the watermark code as the inner code. It is used to infer the position of synchronization error to restore synchronization, and to provide soft information output for the external decoder, to use the constructed multiary LDPC code as the outer code, and to correct the insertion in the received sequence by using the confidence propagation iterative decoding algorithm. The simulation results show that the improved DM structure has better error-correcting performance and low coding complexity in binary insertion, deletion and substitution of binary Insertion-Deletion-Substitution-SubstitutionBIDSs channel.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN911.22

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本文編號：1594916