LDPC碼編譯碼技術的研究及仿真平臺的設計.pdf

1、低密度校驗(LDPC)碼是一種基于圖和迭代譯碼的信道編碼方案，性能非常接近Shannon極限且實現復雜度低，具有很強的糾錯抗干擾能力。由于其良好的性能、近線性時間復雜度的編碼算法、可并行實現的譯碼算法以及廣闊的應用前景，LDPC碼己經成為信道編碼領域的研究熱點之一。本文對LDPC碼的理論、設計進行了研究，主要內容涉及LDPC碼的分組碼基礎、LDPC碼的編譯碼、LDPC碼校驗矩陣的構造、密度進化理論及LDPC碼的設計建模等。 本文

2、在現有理論的基礎上，對LDPC碼進行了系統(tǒng)的分析和研究，為以后的深入研究打下基礎。 首先，在線性分組碼的基礎上闡述了低密度校驗碼的基本原理，從校驗矩陣和二分圖兩方面介紹了LDPC碼的定義，并推導和證明了線性分組碼以及LDPC碼相關的性質和定理。給出了其校驗矩陣和生成矩陣的表示，討論了本文編碼中所用到的校驗矩陣的生成方法及線性分組碼的重量和距離參數，并概述了LDPC碼的常見構造方法，包括Gallager的構造方法、Mackay的構

3、造方法、Luby結構的LDPC碼和Davey結構的LDPC碼。分析了短環(huán)存在對碼字性能的影響，并主要研究了LDPC碼中的4-環(huán)，提出了去除4-環(huán)的簡便算法。 然后，在低密度校驗碼譯碼算法方面，詳細給出了硬判決算法位翻轉解碼算法和加權位翻轉解碼算法、概率BP算法、LLR BP算法的實現過程；給出了BP-Based算法、Normalized BP-Based算法、Offset BP-Based算法，并利用密度進化原理分析了LDPC碼

4、的Normalized BP-Based、Offset BP-Based譯碼算法，最后運用密度尋優(yōu)算法為這兩種改進算法確定的最優(yōu)參數，對這幾種譯碼算法進行了仿真比較，仿真結果表明，采用最佳參數后，這兩種改進后的譯碼算法性能非常接近BP算法性能。 最后，在低密度校驗碼仿真設計方面，利用S-函數提供的函數代碼與Simulink之間的接口功能，完成對BP和LLR BP譯碼算法實現，并通過 Embedded Matlab Functio