多進制LDPC碼的編譯碼算法及結構研究.pdf

1、到目前為止，在信道編碼領域，Turbo碼和低密度奇偶校驗(LDPC；Low-DensityParity-Check)碼是最好的兩種碼，它們都有接近Shannon限的性能，已經被應用到通信的各個領域。與Turbo碼相比，LDPC碼以其較低的譯碼復雜度、靈活的碼速正在占據主導地位，尤其是多進制LDPC碼，有著更強的糾突發(fā)噪聲和隨機噪聲的能力，特別適合于高階調制系統(tǒng)。迎合現(xiàn)代通信的高要求。
　　 目前，對二進制LDPC碼的研究已經比較

2、成熟，包括二進制LDPC編碼和譯碼算法、性能分析方法、基于高斯白噪聲信道和瑞利衰落信道非規(guī)則碼的最佳度分的搜索算法。但對于多進制LDPC碼，盡管二進制LDPC碼的許多結論可以應用到多進制LDPC碼領域，但高復雜度限制了其的實際應用，包括降低多進制LDPC碼的編譯碼復雜度、非規(guī)則碼的最佳度分布函數搜索、校驗矩陣的構造還有待于繼續(xù)研究。本文針對多進制LDPC碼的低復雜度譯碼算法、非規(guī)則碼的最佳度分布搜索算法和結構展開研究，具體包括：

3、　　 1.研究了二進制LDPC碼基本的和積譯碼算法以及對數域的和積譯碼算法，在此基礎上，研究了多進制LDPC碼的幾種編碼算法、SPA譯碼算法，以及對數域的SPA譯碼算法，仿真比較了在相同條件下多進制LDPC碼相對于二進制LDPC碼的性能優(yōu)勢。
　　 2.研究了二進制LDPC碼校驗矩陣的構造算法，包括最佳度序列的搜索算法和校驗矩陣的構造算法。利用二進制LDPC碼的密度進化算法并結合差分分解算法和計算機搜索，給出了多徑瑞利衰落信道

4、的最佳度分布序列。通過計算機仿真，分析比較了最好的規(guī)則LDPC碼和具有最佳度分布序列的非規(guī)則二進制LDPC碼在白噪聲信道和多徑瑞利衰落信道性能；研究了二進制LDPC碼的EXIT圖法，進而推廣到多進制LDPC碼。分析了多進制LDPC碼的EXIT圖法，并利用此方法，結合差分分解算法和計算機搜索，給出了非規(guī)則多進制LDPC碼在高斯白噪聲信道的最佳度分布序列。仿真比較了這種多進制LDPC碼的性能。
　　 3.研究了多進制LDPC碼快速、

5、低復雜度的譯碼算法，包括最小和算法和擴展的最小和算法，提出了一種降低復雜度的譯碼算法并進行了仿真，結果顯示：與改進前相比，性能降低了0.3dB，但降低了譯碼復雜度，提高了譯碼效率。
　　 4.提出了用多進制LDPC碼代替RS碼與二進制Turbo碼構成NLDPC-Turbo級聯(lián)碼，這種級聯(lián)碼一方面因為多進制LDPC碼內部固有的交織特性不需要加交織器，克服交織延時，另一方面，LDPC碼的軟判決譯碼器與Turbo碼器可以再構成級間迭代