隨著社會的不斷發(fā)展以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步,通信已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡慕M成部分。特別是近幾年移動通信的持續(xù)快速發(fā)展,給我們的生活帶來了極大的便利。通信的最終目的就是實現(xiàn)信息的有效傳遞,但是由于無線信道中存在著各種的干擾再加上通信技術(shù)的發(fā)展需要更加快捷、方便、準確地傳遞信息,使得具體實現(xiàn)起來非常困難,從而給從事通信技術(shù)的研發(fā)人員帶來了更加嚴峻的挑戰(zhàn)。為了尋找適應(yīng)高效、高可靠性通信的編碼方案,從早期的循環(huán)碼,BCH碼、RS碼、卷積碼等,直到發(fā)展到近年來的Turbo碼以及到本文研究的LDPC碼(Low-Density Parity-Check Codes,低密度奇偶校驗碼)。LDPC碼以其優(yōu)異的譯碼性能和相對較低的譯碼復(fù)雜度很快成為研究的熱點。LDPC碼主要分為兩種類的譯碼算法:BF譯碼算法(Bit-Flipping,比特翻轉(zhuǎn))和BP譯碼算法(Belief-Propagation,置信傳播)。其中BF譯碼算法的復(fù)雜度低,但其譯碼性能也是最差的,只能滿足對譯碼準確性要求不是很高的場合或者是硬件條件受限制的情況,反觀BP譯碼算法,其復(fù)雜度較,但是卻有著優(yōu)異的譯碼性能。本文的研究內(nèi)容主要如下:本文首先介紹了 LDPC碼特點、表示、構(gòu)造方法以及分類,并歸納總結(jié)了編碼方案。然后,對 LDPC 碼 BF、BP、RBP(Residual Belief-Propagation,剩余度置信傳播)、NW RBP(Node-wise RBP,基于校驗節(jié)點的剩余度置信傳播)、IVC RBP(Informed Variable-to-Check RBP,變量節(jié)點到校驗節(jié)點獲知置信傳播)譯碼算法思想和流程做了詳細的分析。然后基于NWRBP算法,本文提出了一種改進型NWRBP(ENWRBP,Enhanced NWRBP)譯碼算法,即統(tǒng)計NW RBP譯碼過程中各變量節(jié)點的更新次數(shù),如果NWRBP迭代譯碼失敗,然后將更新次數(shù)最少的變量節(jié)點的初始化值設(shè)置為0。仿真結(jié)果表明,與NW RBP相比,ENWRBP譯碼算法降低了誤碼率(BER，Bit Error Rate)和誤幀率(FER,Frame Error Rate)。當前,如何優(yōu)化升級LDPC碼譯碼器,在不增加譯碼復(fù)雜度和譯碼延時的情況下,進一步降低誤幀率是迫切需要解決的問題。最后本文根據(jù)這個問題,結(jié)合不同BP譯碼算法的優(yōu)缺點,并參考譯碼延時、譯碼復(fù)雜度和誤幀率這三要素,提出了時序串聯(lián)置信譯碼的方案,通過仿真結(jié)果驗證了該方法的正確性和實際應(yīng)用中的可能性。
【學(xué)位單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN911.22
【部分圖文】：

??環(huán)。如圖２．１給出ＬＤＰＣ碼Ｔａｎｎｅｒ圖：??校驗節(jié)點??ｒ、廣、）ｒ、產(chǎn)、ｒ、、廣、??Ｗ?Ｗ?＼Ｊ??變量節(jié)點??圖２．１校驗矩陣孖（６，２，３）的Ｔａｎｎｅｒ圖??圖２＿１，就是根據(jù)上面所講的，把校驗矩陣轉(zhuǎn)化為Ｔａｎｎｅｒ圖，即由上面的校驗矩陣７／??轉(zhuǎn)化而來，從圖２．１來看，其中所對應(yīng)的４個校驗節(jié)點，６個變量節(jié)點，每個校驗節(jié)點??與三個變量節(jié)點相連，與丑矩陣每行有３個１對應(yīng)，每個變量節(jié)點與兩個校驗節(jié)點相連，??與丹矩陣每列有２個１對應(yīng)。??２．２?ＬＤＰＣ碼的構(gòu)造??ＬＤＰＣ碼的編譯碼性能，與其碼的構(gòu)造方法是分不開的，在上一節(jié)的兩種校驗矩陣??表示上我們能夠直觀看出重要的影響因素是系數(shù)矩陣和環(huán)的長度。因此，我們在構(gòu)造??ＬＤＰＣ碼時，需要按照某一既定的規(guī)則或者方式方法來進行生成校驗矩陣。目前，ＬＤＰＣ??碼的構(gòu)造方法一般的歸為隨機構(gòu)造法和代數(shù)構(gòu)造法［３９］。隨機構(gòu)造法主要是提高譯碼的性??能

??１??圖２．３下三角形式的矩陣??將丑’矩陣分解成［盡，丑２］，其中是ｒａｘ（ｗ－ｗ）的矩陣，／＾是／Ｍｘｍ的矩陣，然??后將碼字比特向量ｘ分成兩個部分，一般地，ｓ信息位，”是校驗位，可以得到＝??再根據(jù)下邊公式：??［Ｈ［，Ｈ＇２］ｐＴＴ?＝０?（２．７）??ｓ?Ｊ??得到：??Ｈ＇ｌＰＴ?＋?Ｈ＇２ｓＴ?＝?０?（２．８）??因此，最終得到校驗位：??ｐＴ＝－｛Ｈ＼ｒｌＨ＇２ｓＴ?（２．９）??２．３．２基于ＬＵ分解的編碼算法??本節(jié)將基于ＬＵ分解降低這種編碼的復(fù)雜度。利用上文ｇ的稀疏特性，對上小結(jié)的??公式做出如下改變：??Ｈ＼ｐＴ?＝Ｈ＇２ｓｔ?（２．１０）??此時，令ｊ；＝戌／，得：??Ｈ［ｐＴ＝ｙ?（２．１１）??對耗進行ＬＵ分解［４２］（Ｕ代表為上三角矩陣，Ｌ代表為下三角矩陣），若丑；為奇異矩

??上述兩個公式也進一步描述了譯碼過程中變量節(jié)點和校驗節(jié)點之間消息傳遞的規(guī)??律。圖３．３給出ＬＬＲ?ＢＰ譯碼或者基于ＬＬＲ?ＢＰ譯碼算法的統(tǒng)一流程思想：??ＢＩＡＷ？｝信道??？迭代次數(shù)為１??Ｔ?????Ｉ校驗節(jié)點處理Ｌ?￣??——±——?Ｉ單元?ｒ?｜?迭??接收ＢＰＳＫ信號?代??????＊?！?次??變量節(jié)點處理??數(shù)??｜?單元?加???］?ｒ??１??初似?細最大迭Ｌ??■——丨?Ｉ?微數(shù)?ｎ??１?達到最大迭??初始化初始信＿??＊?＾?代次數(shù)??道似然值存儲?判決處理??？?????—＿—Ｉ?判決輸出??圖３．３置信傳播譯碼流程圖??具體譯碼算法如下：??首先，初始化，最大迭代次數(shù)為，接受譯碼的序列為ｒ，把所有從校驗節(jié)點到??變量節(jié)點的信息Ｉ＊?設(shè)置為〇。??Ｃｊ－＞ｖ，??其次，變量節(jié)點到校驗節(jié)點的消息傳遞，根據(jù)公式（３．１８），計算置信度消息為??為校驗節(jié)點到變量節(jié)點的信息傳遞做準備。??然后，校驗節(jié)點到變量節(jié)點的信息傳遞，根據(jù)公式（３．１９），計算置信度消息為五＿。??為重置變量節(jié)點的值做準備。??最后，譯碼判決，根據(jù)公式（３．１８），計算從變量節(jié)點到校驗節(jié)點的消息傳遞??２５??
【參考文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 孔憲章;LDPC編譯碼技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

2 方帆;LDPC碼的構(gòu)造與低錯誤平層譯碼算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

3 肖禺;LDPC碼校驗矩陣構(gòu)造及編碼研究[D];重慶大學(xué);2008年

本文編號：2847511