低密度奇偶校驗碼及其性能研究

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1、摘要低密度奇偶校驗碼(LowDensityParityCheckCodes)是上世紀60年代由Oallagcr最先提出的一種線性分組碼,由于當時的計算機硬件水平較低,該碼在很長一段時間內(nèi)被研究者所忽視。D.MacKay在90年代獨立的重新發(fā)現(xiàn)了LDPC碼,并對LDPC碼進行了進一步的研究和推廣,使得LDPC碼的研究進入了一個新階段.經(jīng)過十幾年的研究和發(fā)展,人們在各方面都取得了突破性的進展,LDPC碼的相關(guān)技術(shù)也日趨成熟。本論文主要研究了高斯白噪聲信道下LDPC碼的編譯碼技術(shù)。LDPC碼的編碼雖然原理簡單,但是當LDPC碼的碼長較長時,其編碼的硬件復(fù)雜度

2、較高,其復(fù)雜度與碼長成二次方增長的關(guān)系。如何設(shè)計LDPC碼的矩陣結(jié)構(gòu)使編碼復(fù)雜度盡可能低是LDPC碼研究的一個熱點。本文第三章首先介紹了一種可以簡化編碼復(fù)雜度的LDPC碼,準循環(huán)(Quasi-Cyclic)LDPC碼,并介紹了QC-LDPC碼編碼器的硬件結(jié)構(gòu)。在上述介紹的基礎(chǔ)上,提出了對QC-LDPC編碼器的一種改進方案,并將改進方案與原編碼器進行了硬件復(fù)雜度的比較。結(jié)果表明,改進方案與原方案相比可以節(jié)省大量的邏輯門電路。有其實用價值。LDPC碼的譯碼方面,BP算法是常用的一種譯碼算法,鑒于BP算法的復(fù)雜度較高,研究者陸續(xù)提出了對BP算法的簡化方案。本

3、文第四章介紹了BP算法與Min—Sum算法。針對Min.Sum算法譯碼性能較差的缺點,本文提出了對Min-Sum算法的一種改進方案,QⅢtizedMin-Sum算法,并將該算法與BP算法和Min-Sum算法進行了比較。結(jié)果表明QuantizedMin—Sum算法與Min.Sum算法相比性能有顯著的提高,其誤碼率性能可以接近BP算法的水平。LDPC碼的性能分析也是LDPC碼的研究熱點之一,密度演變算法是LDPC碼性能分析的一個常用的工具,借助密度演變,可以分析出LDPC碼的性能上限,從而可以指導(dǎo)研究者合理的設(shè)計LDPC碼。本論文第五章介紹了密度演變算法和

4、密度演變的高斯近似算法,并選用不同的LDPC碼進行了計算機仿真。對密度演變得出的結(jié)論進行了驗證。關(guān)鍵詞:低密度奇偶校驗碼,準循環(huán)LDPC,置信度傳播算法,量化的最小和算法,密度演變AbstractLowDensityParityCheckCodeswmfirstlydiscoveredbyGaUagerin60s20血.theyareaclassoflinearblockcedes.TheLDPCcoedsWffl.eneglectedforcouplesofyearsbecauseofthelimitofcomputerscience.In1990s

5、,D.MacKayrediscoveredthesechssesofcodes,andshowedthatthesecod%couldackievegoodperformance.Sincethattime,researchersbegantoputtheirfocusontheLDPCcedes.Inthisthesis,theencodinganddecodingmethodofLDPCcodeswereresearched.Althoughtheconceptissimple,theencodingofLDPCcodesisacomplicate

6、prec.七ss。thenumber。fcalculationismolethano(n21foraLDPCcodesifitscheckmatrix’sdimensionisn.HowtoreducethecomplicationofLDPCencederisahotspotamongresearchers.瑣chapter3,onesimplifiedLDPCcodes:Quasi-Cyclic-LDPC,codesWaSIntreduced,andthestandardstructureofitsencederWaSdisplayed.Ontha

7、tbaSis,weproposedanimprovedscheme,andWecompareditwimstandardencodar,theresl】ltshowsthattheimprovedschemecansavealotoflogicgate.BPalgorithmisthemostpopularmethodforLDPCcodes,atthesametime,thisalgorithmhavemanysimplifiedversions.InChapter4,theBPalgorithmandasimplifiedversionofBP:t

8、heMin-Sumalgorithm,wereintreduced.Afterthat,wep

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