本文關(guān)鍵詞：分塊結(jié)構(gòu)LDPC碼構(gòu)造和性能分析

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【摘要】：LDPC碼是19世紀(jì)60年代初由Gallager提出的一類由一個(gè)稀疏校驗(yàn)矩陣定義的線性分組碼,具有漸進(jìn)香農(nóng)限的譯碼性能。但由于校驗(yàn)矩陣的隨機(jī)構(gòu)造和稀疏特性,導(dǎo)致“1”的位置隨意性太大,增加了編碼器設(shè)計(jì)的難度,所以具有規(guī)則結(jié)構(gòu)的BC-LDPC碼得到了廣泛的應(yīng)用。與一般的LDPC碼不同BC-LDPC碼的校驗(yàn)矩陣可看作由分塊的子矩陣構(gòu)成,每個(gè)子分塊陣可用一個(gè)整數(shù)標(biāo)記,從而整個(gè)BC-LDPC碼校驗(yàn)矩陣可通過(guò)一個(gè)較低維度的基矩陣來(lái)表示,極大地降低了編譯碼復(fù)雜度。本文將對(duì)BC-LDPC碼的編譯碼算法、構(gòu)造方案以及性能優(yōu)化展開(kāi)深入研究。首先,論文研究了BC-LDPC碼的編譯碼算法。論文介紹了LDPC碼的編碼算法以及相應(yīng)的算法復(fù)雜度。在此基礎(chǔ)上針對(duì)BC-LDPC碼常用的“α-0-α”結(jié)構(gòu)和雙對(duì)角結(jié)構(gòu),給出該結(jié)構(gòu)BC-LDPC碼的編碼算法和算法復(fù)雜度。論文主要研究了BC-LDPC碼的置信傳播類算法,包括BP算法、MS算法以及修正的MS算法。論文詳細(xì)闡述了上述三種常用譯碼算法的具體步驟和相應(yīng)的譯碼復(fù)雜度,同時(shí)結(jié)合具體碼字對(duì)它們的譯碼性能仿真結(jié)果進(jìn)行了比較分析。接著,論文研究了用于分析LDPC碼譯碼門限的密度演變算法。論文詳細(xì)介紹了兩種類型的DE算法的計(jì)算步驟——離散型DE算法和高斯估計(jì)的DE算法,每種類型的DE算法均包含基于BP算法的DE算法和基于MS算法的DE算法。論文仔細(xì)研究了離散型DE算法遍歷優(yōu)化BC-LDPC碼節(jié)點(diǎn)分布的過(guò)程,給出了DE算法優(yōu)化BC-LDPC碼基矩陣節(jié)點(diǎn)的例子,根據(jù)優(yōu)化結(jié)果構(gòu)造BC-LDPC碼,并且進(jìn)行性能仿真,與由DE算法計(jì)算的譯碼門限作比較分析。仿真結(jié)果顯示在設(shè)定基矩陣行列重的情況下,結(jié)合BC-LDPC碼結(jié)構(gòu)和行列塊數(shù)有限的特性,利用DE算法遍歷優(yōu)化基矩陣的分布,可以構(gòu)造性能優(yōu)異的BC-LDPC碼。論文詳細(xì)敘述了利用DE算法協(xié)助NMS算法選擇修正因子的實(shí)現(xiàn)過(guò)程,針對(duì)不同修正因子下得到的基矩陣節(jié)點(diǎn)分布構(gòu)造BC-LDPC碼。仿真結(jié)果驗(yàn)證了通過(guò)DE算法幫助NMS算法尋找修正因子的可靠性。然后,論文重點(diǎn)對(duì)BC-LDPC碼的構(gòu)造方案進(jìn)行了研究,主要討論了掩模構(gòu)造、聯(lián)合優(yōu)化圈的外信息度大小和圈長(zhǎng)兩種方案。論文在詳細(xì)分析了兩種方法原理的基礎(chǔ)上,對(duì)兩種方法構(gòu)造的BC-LDPC碼分別進(jìn)行了性能仿真。論文針對(duì)構(gòu)造高碼率BC-LDPC碼過(guò)程中遇到列重大于行數(shù)的情況,提出了在單個(gè)分塊矩陣中嵌入多重循環(huán)移位矩陣的方案。論文給出該構(gòu)造方案在給定BC-LDPC碼結(jié)構(gòu)下的性能仿真,其中IEEE 802.11n中的一組高碼率BC-LDPC碼仿真結(jié)果顯示,最大列重為12較最大列重為4的性能在BER@-5處約有0.11dB的增益。最后,論文主要研究了具有Raptor-like結(jié)構(gòu)的低碼率BC-LDPC碼的構(gòu)造和門限優(yōu)化問(wèn)題。論文分析由DE算法和PEXIT算法計(jì)算一般低碼率BC-LDPC碼的譯碼門限,并詳細(xì)闡述說(shuō)明了其中存在的問(wèn)題。論文引入由CRC公司和ETR1聯(lián)合提出的Raptor-like結(jié)構(gòu),利用PEXIT算法分析優(yōu)化具有該結(jié)構(gòu)的BC-LDPC碼的譯碼門限,給出了具體的優(yōu)化分析門限過(guò)程。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果構(gòu)造Raptor-like結(jié)構(gòu)的低碼率BC-LDPC碼,并對(duì)得到的BC-LDPC碼進(jìn)行性能仿真,與QUALCOMM等公司提出的類似碼字作比較,仿真結(jié)果表明新優(yōu)化構(gòu)造的低碼率碼字有明顯的性能增益。
【關(guān)鍵詞】：分塊結(jié)構(gòu)LDPC碼 密度演變算法 置信傳播算法 Raptor-like結(jié)構(gòu) PEXIT算法
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN911.22
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 本論文專用術(shù)語(yǔ)的注釋表13-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 LDPC碼的應(yīng)用與意義14-15
• 1.2 LDPC碼的定義和描述15-18
• 1.2.1 LDPC碼的編譯碼16-17
• 1.2.2 BC-LDPC碼的簡(jiǎn)介17-18
• 1.3 論文的研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 BC-LDPC碼的編譯碼算法20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 BC-LDPC碼編碼方法20-23
• 2.2.1 編碼的復(fù)雜度問(wèn)題20-21
• 2.2.2 近似下三角矩陣的編碼方法21-22
• 2.2.3 BC-LDPC碼的編碼方案22-23
• 2.3 BC-LDPC碼的譯碼算法23-27
• 2.3.1 對(duì)數(shù)似然比域BP算法24-25
• 2.3.2 MS算法以及歸一化MS算法25-27
• 2.4 譯碼算法的性能仿真27-30
• 第三章 BC-LDPC碼性能分析30-44
• 3.1 引言30
• 3.2 離散型DE算法30-33
• 3.3 高斯估計(jì)的DE算法33-36
• 3.3.1 基于BP算法的密度演變算法33-34
• 3.3.2 基于MS算法的密度演變算法34-36
• 3.4 BC-LDPC碼的分布優(yōu)化36-44
• 第四章 BC-LDPC碼分塊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)44-58
• 4.1 BC-LDPC碼構(gòu)造特點(diǎn)44-50
• 4.1.1 PEG方法簡(jiǎn)介45-46
• 4.1.2 掩模構(gòu)造方法46-49
• 4.1.3 聯(lián)合ACE和圈長(zhǎng)優(yōu)化的構(gòu)造方法49-50
• 4.2 單個(gè)分塊矩陣中嵌入多重循環(huán)移位矩陣的構(gòu)造方法50-54
• 4.3 仿真結(jié)果分析54-58
• 第五章 低碼率BC-LDPC碼的構(gòu)造58-70
• 5.1 引言58
• 5.2 低碼率BC-LDPC碼的PEXIT算法分析58-63
• 5.3 RL碼的構(gòu)造及優(yōu)化結(jié)果的門限分析63-66
• 5.4 仿真結(jié)果的比較分析66-70
• 第六章 全文總結(jié)70-72
• 6.1 論文內(nèi)容總結(jié)70-71
• 6.2 有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 附錄A BC-LDPC碼的基矩陣分布76-82
• 作者簡(jiǎn)介82-84
• 致謝84

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 姜明;何善寶;竇金芳;趙春明;王晨;;適用于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化LDPC碼[J];中國(guó)空間科學(xué)技術(shù);2010年06期

2 林炳;姜明;趙春明;;基于二維優(yōu)化的QC-LDPC碼構(gòu)造方法[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年01期

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本文編號(hào)：678136