信息傳輸?shù)目煽啃耘c有效性是通信系統(tǒng)的兩個重要性能指標,糾錯編碼與速率自適應(yīng)分別是提高信息傳輸可靠性與有效性的有效方法。低密度奇偶校驗(LDPC)碼是一種具有逼近香農(nóng)極限的譯碼性能及較低計算復(fù)雜度的糾錯碼;速率可變調(diào)制(RCM)是一種可在時變信道上實現(xiàn)平滑的速率自適應(yīng)的接收端速率自適應(yīng)技術(shù)。LDPC碼的標準置信傳播(BP)譯碼算法是一種并行算法,其中消息的更新采用洪泛(flooding)的方式,即在每一輪迭代中,首先更新所有校驗節(jié)點,緊接著更新所有變量節(jié)點。由于更新過程產(chǎn)生的最新消息無法在本輪迭代中被充分利用,標準BP譯碼的收斂速度較慢。順序調(diào)度策略是加速LDPC碼譯碼收斂的有效方法,其主要可被分為標準順序調(diào)度(SSS)策略和通知動態(tài)調(diào)度(IDS)策略。IDS策略中不同程度地受到從殘差置信傳播(RBP)算法繼承而來的“貪婪性”問題的影響,這有礙于譯碼性能的進一步提升。為了緩解RBP譯碼算法的貪婪性問題,我們提出一種基于RBP譯碼算法的改進型算法,稱為Damped-RBP譯碼算法,該算法在殘差的計算中引入一個阻尼因子,其作用是,如果某條消息被重復(fù)地賦予最高更新優(yōu)先級,該消息的殘差將在原始計算值的基礎(chǔ)上被縮小,被縮小的倍數(shù)隨重復(fù)的次數(shù)呈指數(shù)增長。仿真結(jié)果表明,所提算法有效地緩解了RBP譯碼算法的貪婪性問題�，F(xiàn)有的RCM解調(diào)算法中的消息更新都是采用洪泛的方式,解調(diào)收斂速度較慢,受LDPC碼BP譯碼中順序調(diào)度策略的啟發(fā),我們提出了兩種改進型RCM解調(diào)算法,分別是基于標準順序調(diào)度策略的GS-BP解調(diào)算法、基于通知動態(tài)調(diào)度策略的BS-RBP解調(diào)算法。在GS-BP解調(diào)算法中,消息的更新被根據(jù)比特節(jié)點的固有順序劃分成組,在每一輪迭代中,消息更新逐組進行,這使得前面分組中已更新的最新消息在本輪迭代的后續(xù)分組中的消息更新過程中被充分地利用起來,這有助于加快解調(diào)算法的收斂速度。按照RBP算法的理論,消息殘差越大,說明這條消息的可靠度越低,優(yōu)先傳遞殘差最大的消息,將有助于降低譯碼或解調(diào)出錯的概率。在我們所提BS-RBP解調(diào)算法中,由比特節(jié)點傳向符號節(jié)點(B2S)的消息的殘差被當作消息可靠度的度量標準,這個度量標準被用來區(qū)分消息更新的優(yōu)先級,這種異步消息更新策略有利于迭代中的最新消息被充分利用。仿真結(jié)果表明,相較于RCM的傳統(tǒng)BP解調(diào)算法,所提兩種解調(diào)算法都可以顯著地加快解調(diào)收斂速度。
【學(xué)位單位】：中南民族大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN911.22
【部分圖文】：

圖 1-1 用框圖的形式展示了一個典型的數(shù)字通信系統(tǒng)。信息傳輸?shù)臄?shù)字通信系統(tǒng)的兩個重要性能指標。編碼技術(shù)是提高數(shù)字通信系統(tǒng)中信息傳輸?shù)目煽啃缘闹匾夹g(shù)手段奠基性學(xué)術(shù)論文[1]中提出了后來被人們稱為香農(nóng)第二定理的著名論斷速率小于信道容量，就一定存在一個合適的信道編碼方案，使得信息到任意小的程度。自那以后，相關(guān)研究學(xué)者在設(shè)計合適的糾錯碼以盡輸?shù)目煽啃苑矫孀龀隽舜罅康呐Α５兔芏绕媾夹ｒ瀃2](LDPC)碼是一限的譯碼性能及較低計算復(fù)雜度的糾錯碼。自適應(yīng)技術(shù)是提高數(shù)字通信系統(tǒng)中信息傳輸?shù)挠行缘闹匾夹g(shù)手資源的的有限性，如何提高時變信道中信息傳輸?shù)念l譜利用率已經(jīng)成層研究的關(guān)鍵問題之一，速率自適應(yīng)在解決這一問題上展現(xiàn)出了良應(yīng)技術(shù)主要可以被分成兩類，一類是發(fā)送端速率自適應(yīng)技術(shù)，另一類應(yīng)技術(shù)�，F(xiàn)有的速率自適應(yīng)技術(shù)大多是發(fā)送端速率自適應(yīng)技術(shù)，而速M)是一種可在時變信道上實現(xiàn)平滑的速率自適應(yīng)的接收端速率自適

圖 2-1 LBP 譯碼算法的消息傳遞過程示意圖2.3 BP 譯碼中的動態(tài)順序調(diào)度策略Elidan 等人經(jīng)嚴密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)而提出的 RBP 算法對諸多基于概率圖模型的推理問題具有天然的普適性，LDPC 的 BP 譯碼是正是 RBP 算法適用的基于圖模型的概率推理問題中極具代表性的一個實例，Andres 等人首次將 RBP 算法應(yīng)用于 LDPC 碼 BP 譯碼算法的改進當中，提出 LDPC 碼的 RBP 譯碼算法，顯著地加快了譯碼算法的收斂速度，從而將 LDPC 碼串行譯碼算法或的研究帶入了一個新的方向——動態(tài)順序調(diào)度策略，或稱通知動態(tài)調(diào)度(IDS)算法。IDS 可以使迭代過程中最新的消息得到更加充分的利用，進而有效地提升 LDPC 碼 BP 譯碼的收斂速。順序調(diào)度算法的關(guān)鍵問題在于為消息更新尋找更合適甚至是最佳的順序，顯然 RBP 就是可以被用來尋找這種順序的有效工具。在LDPC 碼的 RBP 譯碼算法中，由校驗節(jié)點傳向變量節(jié)點(C2V)的消息的殘差值 ( )c vr L→被用作衡量消息可靠性的重要尺度，也就是根據(jù) C2V 殘差的大小來區(qū)分消息傳遞的優(yōu)先級，最大的殘差對應(yīng)的 C2V 消息擁有最高的優(yōu)先級，如果最大的殘差值是 ( )i jc vr L→，則

LDPC 譯碼與 RCM 解調(diào)中的順序調(diào)度策略研究后計算并傳遞由jv 傳向除ic 以外的所有校驗節(jié)點 a c ∈于校驗節(jié)點ac 來說，這一條來自jv 的消息使得ac 將要傳( ) \a j∈ V c v的消息發(fā)生了變化，也就意味著殘差 ( a bc vr L→個 ( ) \b a jv ∈ V c v，要計算殘差 ( )a bc vr L→，相應(yīng)的要根新重新排序。如果達到了預(yù)設(shè)的停止準則，則迭代終止并大的C2V殘差值重復(fù)上述過程。RBP譯碼算法的偽代碼

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2 路飛,田國會;用自適應(yīng)遺傳算法求解軋制順序調(diào)度問題[J];山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2003年03期

3 ;美國專家確認8.14大停電原因[J];國際電力;2003年06期

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本文編號：2823729