多元LDPC碼譯碼算法的優(yōu)化.pdf

1、低密度奇偶校驗(low density parity check，LDPC)碼是迄今為止最接近Shannon極限的信道編碼之一，也是下一代寬帶移動通信系統(tǒng)中糾錯編碼的主要備選方案。在中短碼的情況下，多進制LDPC碼比二進制LDPC碼的性能更優(yōu)越，但是較高的譯碼復雜度大大限制了多進制LDPC碼的應用范圍。因此降低譯碼復雜度成為研究多進制LDPC碼譯碼算法的一個重點。針對如何權衡譯碼性能與復雜度問題，本文提出四種多進制LDPC碼的譯碼優(yōu)化算

2、法。
　　首先，提出了基于可靠度比值的加權符號翻轉(zhuǎn)(reliability-ratio-based weightedsymbol-flipping，RRWSF)算法?？紤]到破壞校驗關系的原因可能來自校驗方程中的任意一個符號，RRWSF算法引入了新的符號度量值，該度量值為符號自身的可靠度與所其參與的方程中所有符號可靠度總和的比值。由于RRWSF算法將符號自身的信息與校驗方程的信息合并在一起，因此不再像WSF算法那樣需要計算這兩部分信

3、息的加權系數(shù)，從而避免了為求取最優(yōu)加權系數(shù)進行的大量計算機仿真。仿真結(jié)果表明，在誤碼率為10-2時，RRWSF算法與比WSF算法相比獲得了0.1 dB的編碼增益。
　　其次，提出了基于校驗節(jié)點可靠度的串行置信傳播(check-node-reliability-basedserial belief propagation，CRSBP)譯碼算法。該算法為每個校驗節(jié)點定義一個可靠度，該可靠度為相鄰的變量節(jié)點的最小可靠度，而變量節(jié)點的可靠

4、度是通過計算最大概率與次最大概率之差獲得。并按照可靠度大小對校驗節(jié)點依次進行信息更新。由于可靠度較低的校驗節(jié)點會被優(yōu)先更新信息，因此與傳統(tǒng)的串行調(diào)度算法相比，CRSBP算法的收斂速度更快。仿真結(jié)果表明，CRSBP算法在誤碼率為10-2時獲得了0.1 dB的增益。
　　最后，提出了多元LDPC碼基于變量節(jié)點概率差的動態(tài)調(diào)度(q-ary variable nodeprobability-difference-based schedul

5、ing，Q-VNPDS)算法及其改進算法。這兩種算法是LDPC碼動態(tài)調(diào)度算法在有限域GF(q)上的擴展。在Q-VNPDS算法中，首先計算變量節(jié)點傳遞的q個概率值在更新前后的差的絕對值，再將其中的最大值作為該變量節(jié)點的度量值，度量值越大，意味著變量節(jié)點的收斂性越差，應該越早被更新。改進的Q-VNPDS算法從降低計算復雜度的角度出發(fā)對Q-VNPDS算法進行改進，首先獲取變量節(jié)點在更新前后的兩個最大概率，通過判斷這兩個概率對應的域元素是否相同

6、來對變量節(jié)點進行篩選。若對應的域元素相同則刪除該變量節(jié)點，否則保留該變量節(jié)點。接著只對保留的變量節(jié)點計算度量值，這樣便減少了需要計算的度量值的數(shù)目。然后尋找變量節(jié)點更新后的最大概率以及對應的域元素，再找出變量節(jié)點在更新前取該域元素的概率，計算以上兩個概率的差的絕對值并令其為該變量節(jié)點的度量值。仿真結(jié)果表明，兩種新的動態(tài)調(diào)度算法與傳統(tǒng)泛洪調(diào)度算法相比，在誤碼率為10-2時能獲得0.4 dB左右的編碼增益，并且收斂速度更快。改進的Q-VNP