多進(jìn)制LDPC碼的編譯碼算法及結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、到目前為止，在信道編碼領(lǐng)域，Turbo碼和低密度奇偶校驗(yàn)(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(jīng)被應(yīng)用到通信的各個(gè)領(lǐng)域。與Turbo碼相比，LDPC碼以其較低的譯碼復(fù)雜度、靈活的碼速正在占據(jù)主導(dǎo)地位，尤其是多進(jìn)制LDPC碼，有著更強(qiáng)的糾突發(fā)噪聲和隨機(jī)噪聲的能力，特別適合于高階調(diào)制系統(tǒng)。迎合現(xiàn)代通信的高要求。
　　 目前，對(duì)二進(jìn)制LDPC碼的研究已經(jīng)比較

2、成熟，包括二進(jìn)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(duì)于多進(jìn)制LDPC碼，盡管二進(jìn)制LDPC碼的許多結(jié)論可以應(yīng)用到多進(jìn)制LDPC碼領(lǐng)域，但高復(fù)雜度限制了其的實(shí)際應(yīng)用，包括降低多進(jìn)制LDPC碼的編譯碼復(fù)雜度、非規(guī)則碼的最佳度分布函數(shù)搜索、校驗(yàn)矩陣的構(gòu)造還有待于繼續(xù)研究。本文針對(duì)多進(jìn)制LDPC碼的低復(fù)雜度譯碼算法、非規(guī)則碼的最佳度分布搜索算法和結(jié)構(gòu)展開研究，具體包括：

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

4、的最佳度分布序列。通過(guò)計(jì)算機(jī)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(jìn)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(jìn)制LDPC碼的EXIT圖法，進(jìn)而推廣到多進(jìn)制LDPC碼。分析了多進(jìn)制LDPC碼的EXIT圖法，并利用此方法，結(jié)合差分分解算法和計(jì)算機(jī)搜索，給出了非規(guī)則多進(jìn)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(jìn)制LDPC碼的性能。
　　 3.研究了多進(jìn)制LDPC碼快速、

5、低復(fù)雜度的譯碼算法，包括最小和算法和擴(kuò)展的最小和算法，提出了一種降低復(fù)雜度的譯碼算法并進(jìn)行了仿真，結(jié)果顯示：與改進(jìn)前相比，性能降低了0.3dB，但降低了譯碼復(fù)雜度，提高了譯碼效率。
　　 4.提出了用多進(jìn)制LDPC碼代替RS碼與二進(jìn)制Turbo碼構(gòu)成NLDPC-Turbo級(jí)聯(lián)碼，這種級(jí)聯(lián)碼一方面因?yàn)槎噙M(jìn)制LDPC碼內(nèi)部固有的交織特性不需要加交織器，克服交織延時(shí)，另一方面，LDPC碼的軟判決譯碼器與Turbo碼器可以再構(gòu)成級(jí)間迭代