【摘要】：LDPC(Low-Density Parity-Check,低密度奇偶校驗(yàn))碼是目前公認(rèn)的糾錯性能最好的信道編碼技術(shù)之一,該碼可以應(yīng)用在幾乎所有的信道上,同時其校驗(yàn)矩陣H的結(jié)構(gòu)非常地簡單,具有逼近香農(nóng)極限的糾錯性能。在實(shí)際的工程實(shí)現(xiàn)中,編譯碼器的實(shí)現(xiàn)都非常簡單并且可以使用并行操作節(jié)省資源。QC-LDPC碼是一類結(jié)構(gòu)化的LDPC碼,由于其校驗(yàn)矩陣H獨(dú)有的準(zhǔn)循環(huán)特性,使其可以實(shí)現(xiàn)線性復(fù)雜度的編碼。本文的主要內(nèi)容是對準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼構(gòu)造算法的理論研究及性能分析,主要工作包括:(1)主要從LDPC碼的定義出發(fā)、通過對構(gòu)造算法、編譯碼算法的深入分析,以及準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的基本概念,對LDPC碼的基本理論作了一個系統(tǒng)的、詳細(xì)而深入的分析研究,以達(dá)到可以從整體把握LDPC碼;(2)基于BIBD的準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的構(gòu)造算法。首先介紹了文獻(xiàn)中傳統(tǒng)的基于BIBD構(gòu)造LDPC碼的算法,通過使用關(guān)聯(lián)矩陣在區(qū)組和校驗(yàn)矩陣之間建立聯(lián)系;然后,介紹了一種通過用位置矢量代替關(guān)聯(lián)矩陣,將區(qū)組中的元素分別與校驗(yàn)矩陣建立關(guān)系的改進(jìn)算法,這樣構(gòu)造的校驗(yàn)矩陣對列進(jìn)行了4:1的擴(kuò)展,使列重降為原來的1/4;上面兩種算法都是基于有限域中的加法運(yùn)算實(shí)現(xiàn)的,用本原元的冪乘運(yùn)算代替元素的加法運(yùn)算,得到了一種基于乘法群和BIBD的構(gòu)造準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的算法。通過對三種算法進(jìn)行的性能仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:在高斯白噪聲信道下,兩種改進(jìn)算法在糾錯性能上都有所提高;在進(jìn)行迭代譯碼時,第二種改進(jìn)算法相比前兩種算法的的收斂速度快。(3)基于PEG算法的準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼�；赥anner圖的PEG構(gòu)造算法是隨機(jī)構(gòu)造算法中性能最優(yōu)的一種,非常適用于構(gòu)造碼長較短的LDPC碼字。通過用單位循環(huán)置換矩陣對基于PEG算法構(gòu)造的基矩陣進(jìn)行擴(kuò)展,可以得到一種具有準(zhǔn)循環(huán)特性的校驗(yàn)矩陣,并且通過改變擴(kuò)展子矩陣的大小,可以應(yīng)用這種改進(jìn)的PEG算法構(gòu)造任意碼長的碼字,使得PEG算法不再受限于碼字的長度。同時,通過對基矩陣中短環(huán)上對應(yīng)的子矩陣的移位參數(shù)的修正,可以增大構(gòu)造的校驗(yàn)矩陣的圍長,改善構(gòu)造的LDPC碼字的糾錯性能。仿真結(jié)果表明,通過矩陣擴(kuò)展的PEG算法構(gòu)造的LDPC碼的糾錯性能和基于傳統(tǒng)的PEG算法構(gòu)造的LDPC碼的性能非常相近。同時子矩陣的存在,可以使得LDPC碼的參數(shù)選擇變得更為靈活,并且這種改進(jìn)的算法構(gòu)造的校驗(yàn)矩陣在結(jié)構(gòu)上具有準(zhǔn)循環(huán)的特性,簡化編譯碼過程。
[Abstract]:LDPC (Low-Density Parity-Check, low density parity check) code is one of the most widely accepted channel coding techniques with the best error-correcting performance. It can be used in almost all channels, and the structure of the check matrix H is very simple. It has the error correction performance of approaching Shannon limit. In practical engineering implementation, the implementation of encoder and decoder is very simple and can save resources by parallel operation. QC-LDPC code is a kind of structured LDPC code. So that it can achieve linear complexity coding. The main content of this paper is the theoretical research and performance analysis of the alignment cyclic LDPC code construction algorithm. The main work includes: (1) from the definition of LDPC code, through the construction algorithm, coding and decoding algorithm in-depth analysis, And the basic concept of quasi-cyclic LDPC code, this paper makes a systematic, detailed and in-depth analysis of the basic theory of LDPC code, so that we can grasp the LDPC code from the whole. (2) the construction algorithm of quasi-cyclic LDPC code based on BIBD. This paper first introduces the traditional algorithm of constructing LDPC code based on BIBD in the literature, establishes the relation between block and check matrix by using the correlation matrix, and then introduces a method of replacing the correlation matrix with position vector. The improved algorithm which establishes the relation between the elements in block groups and the check matrix respectively, expands the column 4:1 and reduces the column weight to 1 / 4. The above two algorithms are realized based on the addition operation in the finite domain. An algorithm for constructing quasi-cyclic LDPC codes based on multiplicative group and BIBD is obtained by replacing the addition operation of elements with the power multiplication operation of primitive elements. The simulation results of the three algorithms show that the performance of the two improved algorithms is improved in Gao Si white noise channel, and the performance of iterative decoding is improved. The second improved algorithm is faster than the former two algorithms. (3) Quasi-cyclic LDPC codes based on PEG algorithm. The PEG construction algorithm based on Tanner graph is one of the best random construction algorithms, which is very suitable for constructing LDPC codewords with short code length. By using the unit cyclic permutation matrix to extend the base matrix based on the PEG algorithm, a kind of check matrix with quasi-cyclic property can be obtained, and the size of the extended submatrix can be changed. The improved PEG algorithm can be used to construct code words of arbitrary code length, so that the PEG algorithm is no longer limited by the length of the codeword. At the same time, by modifying the shift parameter of the submatrix corresponding to the short ring in the base matrix, the girth of the constructed check matrix can be increased, and the error correction performance of the constructed LDPC codeword can be improved. The simulation results show that the error-correcting performance of the LDPC codes constructed by the matrix extended PEG algorithm is very similar to that of the LDPC codes constructed by the traditional PEG algorithm. At the same time, the existence of submatrix can make the parameter selection of LDPC code more flexible. Moreover, the improved algorithm has the property of quasi-cyclic structure and simplifies the encoding and decoding process.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN911.22

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 強(qiáng)宇,劉宗田,林煒,時百勝,李云;一種模糊概念格構(gòu)造算法研究[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2004年29期

2 樊建席;最小T－2倍樹的構(gòu)造算法[J];青島大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1996年04期

3 楊凱;馬垣;張小平;;基于屬性的概念格快速漸進(jìn)式構(gòu)造算法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件;2006年12期

4 楊海峰;張繼福;;粗糙概念格及構(gòu)造算法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2007年24期

5 余遠(yuǎn);錢旭;鐘鋒;李曉瑞;;基于最大概念的概念格增量構(gòu)造算法[J];計(jì)算機(jī)工程;2009年21期

6 趙煥平;;圈圖的點(diǎn)可區(qū)別強(qiáng)全染色算法[J];計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化;2013年09期

7 董輝;馬垣;宮璽;;概念格并行構(gòu)造算法研究[J];廣西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年03期

8 鄭金英;滕春霞;;概念格構(gòu)造算法的現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J];硅谷;2011年22期

9 林春杰;普杰信;張瑞玲;;近似概念格及其增量構(gòu)造算法研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2012年01期

10 杜秋香;張繼福;張素蘭;;概念特化的概念格更新構(gòu)造算法[J];智能系統(tǒng)學(xué)報;2008年05期

相關(guān)會議論文 前5條

1 曲立平;劉大昕;楊靜;張萬松;;基于屬性的概念格快速漸進(jìn)式構(gòu)造算法[A];第二十四屆中國數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)會議論文集（研究報告篇）[C];2007年

2 楊本良;;壓縮候選的貝葉斯信念網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造算法[A];廣西計(jì)算機(jī)學(xué)會2005年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

3 申錦標(biāo);;一種新穎的概念格構(gòu)造算法[A];全國第20屆計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議（CACIS·2009）暨全國第1屆安全關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];2009年

4 高茜;周大均;李愛民;;Petri網(wǎng)改進(jìn)的可覆蓋性樹的構(gòu)造算法[A];全國第20屆計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議（CACIS·2009）暨全國第1屆安全關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];2009年

5 韓鋒;張鴻賓;;不連通模型上多尺度Reeb圖的構(gòu)造算法[A];2008'中國信息技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)論壇論文集（二）[C];2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張海燕;準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的構(gòu)造算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

2 王紹斐;概念格構(gòu)造算法的研究及其在本體中的應(yīng)用[D];大連交通大學(xué);2010年

3 劉曉今;概念三元格構(gòu)造算法及應(yīng)用研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

4 吳新榮;全可逆遞進(jìn)網(wǎng)格構(gòu)造算法研究[D];中南大學(xué);2007年

5 黃永城;基于多核環(huán)境的基因貝葉斯網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造算法研究與實(shí)現(xiàn)[D];上海交通大學(xué);2012年

6 劉丹丹;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中拓?fù)錁?gòu)造算法的研究[D];曲阜師范大學(xué);2014年

7 張海龍;協(xié)議緩沖區(qū)數(shù)據(jù)的構(gòu)造與解析軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

8 趙男;基于MapReduce的分布式極圖構(gòu)造算法研究[D];北京交通大學(xué);2013年

9 金梁;概念格Chein構(gòu)造算法的改進(jìn)[D];河南大學(xué);2008年

10 張賽男;無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中基于粘液菌算法的子圖構(gòu)造算法的研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

，

本文編號：2216019