网络低密度校验编码技术研究

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通过对接收到的多路数据进行线性或非线性处理转发,网络编码可有效提高网络的吞吐量,且具有较好的鲁棒性,目前受到了广泛关注。在无线中继网络中采用网络编码技术,可在不损失分集增益的前提下有效提高中继节点的转发效率。为进一步改善基于网络编码的无线中继系统的误比特(BER)性能,可在中继节点处采用联合网络—信道编码方法,这也是近年来的研究热点之一。本文从逼近多址接入中继信道容量的角度,提出了一种联合网络—信道编码的中继转发策略,即借鉴LDPC码的编码原理,中继节点对接收到的多个用户译码数据进行联合编码,并将编码比特转发至目的节点。目的节点可以利用源节点和中继节点的信息进行联合译码,我们称之为网络LDPC编码。借鉴传统LDPC码密度进化和高斯近似原理,针对高斯信道假设,设计了适用于网络LDPC码结构特性的广义双层高斯近似算法和广义双层EXIT Charts,给出了一种度序列优化方法,可以实现中继转发效率和目的节点接收性能之间的有效折中。分析了基于网络LDPC码中继策略的正交多址接入中继信道的容量域。仿真结果显示,对于两个源节点、一个中继节点和一个目的节点组成的正交多址接入中继网络,采用本文给出的网络LDPC码,接收端的误比特性能与译码阈值之间的差距约为0.6dB,译码阈值与容量限之间的差距小于0.35dB;在衰落信道下,基于错误概率,设计了适用于网络LDPC码结构特性的广义双层高斯密度进化算法,并给出了一种度序列优化方法。仿真结果显示,采用该方法搜索得到的网络LDPC码,系统的误比特性能与译码阈值之间的差距约为0.8dB。
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