LDPC碼的譯碼技術研究.pdf

1、信道編解碼一直是無線通信理論研究中的重要課題。近年來的LDPC碼是信道編碼領域的研究熱點。 在1962年，Gallager提出了低密度校驗(LOW-Density Parity-Check Codes)碼，但是由于當時技術實現(xiàn)上的限制，一直未引起編碼界的重視。1996年，英國的Mackey等教授重新發(fā)現(xiàn)了LDPC碼。由于其優(yōu)異的性能，轟動編碼界。有研究表明，1/2碼率的LDPC碼在BPSK調(diào)制下的性能距離信息論中的Shannon

2、限僅僅0.0045dB，是目前距離Shannon限最近的糾錯碼。由于其全并行迭代譯碼結(jié)構(gòu)，其譯碼復雜度與碼長成線性關系，適合硬件實現(xiàn)．因此，LDPC碼迅速成為編碼領域的研究熱點。 本文的重點是討論LDPC碼的譯碼方法，包括概率譯碼和比特反轉(zhuǎn)類譯碼。 本文首先回顧了信道編解碼的發(fā)展史，對LDPC碼的原理和構(gòu)造做了簡單介紹，然后詳細介紹了和積譯碼的譯碼過程。雖然和積譯碼能夠達到優(yōu)異的性能，但是其復雜度仍然較高。接著本文簡要介

3、紹了和積譯碼的簡化版本，在保證譯碼性能降低不大的同時，降低譯碼復雜度。 本文還介紹了多種不同于和積譯碼的比特反轉(zhuǎn)類譯碼算法，包括Gallager最早提出的比特反轉(zhuǎn)(Bit-Flipping，BF)算法以及很早就提出的大數(shù)邏輯譯碼算法等硬解碼方法，和利用軟判決信息的比特反轉(zhuǎn)類算法，比如加權比特反轉(zhuǎn)算法等等。BF算法雖然譯碼復雜度非常低，并且譯碼不需要軟判決信息，但是其性能較差。加權比特反轉(zhuǎn)算法的性能雖然比BF高，但是其譯碼必需軟判

4、決信息，同時譯碼復雜度比BF算法高。在不利用軟判決信息的情況下如何快速有效地從接收到的硬判決序列中找到錯誤比特位置，是一個NP問題。本文作者提出了一種基于列相關的比特反轉(zhuǎn)算法，挖掘利用LDPC碼校驗矩陣中兩列的相關性信息來提高譯碼性能，達到了比BF算法更優(yōu)異的性能，對某些LDPC碼，其譯碼性能甚至超過了加權比特反轉(zhuǎn)算法，同時其譯碼復雜度低于加權比特反轉(zhuǎn)算法。受基于可靠度比率的比特反轉(zhuǎn)算法啟發(fā)，本文作者還提出了一種基于加權錯誤校驗的比特反