基于密度演化及有限碼長分析的低密度校驗(yàn)碼構(gòu)造.pdf

1、低密度校驗(yàn)碼是一項(xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景的信道編譯碼技術(shù)，目前已被用于DVB-S2及802.16e等標(biāo)準(zhǔn)中。由于其性能可達(dá)到或超過Turbo碼，同時(shí)具有較低的編譯碼復(fù)雜度，所以受到了巨大關(guān)注。與規(guī)則低密度校驗(yàn)碼相比，非規(guī)則低密度校驗(yàn)碼能達(dá)到更優(yōu)的門限性能，而非規(guī)則低密度校驗(yàn)碼的性能與其度分布對密切相關(guān)。利用密度演化技術(shù)，可確定具有相同度分布對的碼集合的性能。在此基礎(chǔ)上優(yōu)化度分布對，就能保證碼字具有良好的噪聲門限性能。然而，利用最優(yōu)度分布對直接

2、構(gòu)造碼通常會帶有較嚴(yán)重的誤碼平層，因此必須在優(yōu)化時(shí)添加約束，并考慮到有限碼長的影響。另一方面，滿足同一度分布的隨機(jī)構(gòu)造碼具有相近性能，然而考慮到編譯碼器的實(shí)現(xiàn)，必須對碼字結(jié)構(gòu)做出一定約束，構(gòu)造出在給定度分布對下便于實(shí)現(xiàn)的好碼。通過以上這些問題的研究，就能得到同時(shí)具有良好噪聲門限性能及低誤碼平層，且便于編譯碼器實(shí)現(xiàn)的好碼，應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)中的前向糾錯。本文首先利用密度演化研究低密度校驗(yàn)碼的各種譯碼算法，包括置信傳播、最小和譯碼及其改進(jìn)算

3、法，并推導(dǎo)出了分層譯碼算法的密度演化公式，在此基礎(chǔ)上比較各算法的門限及收斂性能，得到了改進(jìn)最小和算法的最優(yōu)乘性因子，驗(yàn)證了分層譯碼可節(jié)約一半的迭代次數(shù)。隨后通過有限碼長分析，研究了校驗(yàn)矩陣結(jié)構(gòu)對誤碼平層的影響，根據(jù)具有低外信息度的環(huán)是造成誤碼平層的主要因素這一結(jié)論，提出了保證低誤碼平層對變量節(jié)點(diǎn)度分布的約束，可用于度分布對的優(yōu)化。最后在考慮編譯碼算法的基礎(chǔ)上，提出了一種非規(guī)則碼的構(gòu)造方法，使用約束度2節(jié)點(diǎn)的度分布對，通過近似環(huán)外信息度檢