LDPC碼快速及低錯(cuò)誤平層譯碼算法研究.pdf

1、LDPC碼具有逼近香農(nóng)限的良好譯碼性能,故而得到了廣泛的研究。為了獲取更好的譯碼性能,LDPC碼的各種譯碼算法得到深入的研究。置信傳播具有良好的譯碼性能,但是在其譯碼過(guò)程中易出現(xiàn)較高的錯(cuò)誤平層,因此無(wú)法滿足一些對(duì)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量要求極高的通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)高可靠傳輸?shù)男枨?改進(jìn)型比特翻轉(zhuǎn)算法計(jì)算復(fù)雜度較低可以用于構(gòu)造大吞吐量LDPC譯碼器,能夠更好地滿足高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)糾錯(cuò)譯碼的需求。
　　本文主要研究置信傳播算法的低錯(cuò)誤平層譯碼以及改進(jìn)型

2、比特翻轉(zhuǎn)算法的快速譯碼等問(wèn)題,主要研究?jī)?nèi)容如下。
　　首先,為了提高 LDPC譯碼器的譯碼速度,本文提出了并行比特選擇機(jī)制來(lái)降低加權(quán)比特翻轉(zhuǎn)算法硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)挑選翻轉(zhuǎn)比特造成的時(shí)延。具體來(lái)講,依據(jù)接收向量中錯(cuò)誤比特均勻分布的特點(diǎn),將所有比特劃分成若干子塊,從每個(gè)子塊挑選出一個(gè)比特作為候選翻轉(zhuǎn)比特,最后根據(jù)一定的準(zhǔn)則從這些候選比特中選擇部分比特進(jìn)行翻轉(zhuǎn)完成譯碼迭代。此外,本文還通過(guò)引入樹形搜索技術(shù)降低候選比特查找的計(jì)算復(fù)雜度,進(jìn)一步增加

3、算法硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)的譯碼速度。
　　其次,為了提高可靠性權(quán)重比特翻轉(zhuǎn)(reliability ratio-based weighted bit-flipping, RRWBF)算法的譯碼速度,本文提出多比特翻轉(zhuǎn)機(jī)制來(lái)加快RRWBF算法的收斂速度。具體來(lái)講,在每次譯碼迭代中,根據(jù)伴隨向量的重量選擇合理數(shù)量的比特,然后同時(shí)翻轉(zhuǎn)這些比特的硬判結(jié)果來(lái)完成迭代譯碼,進(jìn)而有效的解決 RRWBF算法中由單比特翻轉(zhuǎn)造成的收斂速度慢的問(wèn)題。另外,本文還

4、提出了一種新穎的迭代提前停止機(jī)制用于消除算法譯碼過(guò)程中出現(xiàn)的無(wú)效迭代,從而進(jìn)一步提高算法的收斂速度。但是,使用多比特翻轉(zhuǎn)機(jī)制的RRWBF算法,譯碼過(guò)程中出現(xiàn)與單比特翻轉(zhuǎn)類似的循環(huán)翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象,影響其譯碼性能。為此,本文提出一種循環(huán)翻轉(zhuǎn)消除機(jī)制來(lái)破壞多比特翻轉(zhuǎn)譯碼過(guò)程中產(chǎn)生的循環(huán)翻轉(zhuǎn),進(jìn)而提高其譯碼性能。
　　本文還提出穩(wěn)定陷阱集的概念來(lái)描述 LDPC碼譯碼過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤平層現(xiàn)象,并且相應(yīng)提出一種基于穩(wěn)定陷阱集破壞的改進(jìn)置信傳播算法用

5、以降低 LDPC碼的錯(cuò)誤平層。具體來(lái)講,穩(wěn)定陷阱集中比特節(jié)點(diǎn)信息值的排名會(huì)隨著譯碼迭代進(jìn)行不斷下降。利用這一特性可以更加高效準(zhǔn)確地將這些節(jié)點(diǎn)挑選出來(lái),之后將其初始對(duì)數(shù)似然值翻轉(zhuǎn)達(dá)到集破壞的目的。最后將修正后的初始似然值序列送入譯碼器進(jìn)行翻轉(zhuǎn)譯碼嘗試以降低 LDPC碼的錯(cuò)誤平層。另外,在置信傳播算法的譯碼過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)大量的震蕩錯(cuò)誤,即一些比特節(jié)點(diǎn)的硬判決結(jié)果在譯碼過(guò)程中呈現(xiàn)震蕩狀態(tài)從而導(dǎo)致譯碼失敗。本文提出不穩(wěn)定陷阱集的概念來(lái)描述這種錯(cuò)誤