基于原模图的空间耦合LDPC码译码算法的研究

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xphant888
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随着科技的进步和生活水平的提高,人们对于通信的需求量以及通信质量也日益增长,而纠错码是提高信息传输可靠性的一种重要手段。低密度奇偶校验码(Low-Density Parity-Check,LDPC)作为纠错码的一种,因其优异的性能而备受关注。其中,空间耦合低密度奇偶校验(Spatially-coupled low-density parity-check,SC-LDPC)码的译码极限性能更加接近香农限,为信息传输的高可靠性提供理论依据。对于SC-LDPC码的译码,使用置信译码算法需要等待接收整个码长序列后才能启动,当码长较大时,译码需要大量内存并导致高延时。针对该问题,基于SC-LDPC码的特殊结构,Liva提出了窗口译码的解决方案。窗口译码的优点在于低延时、低复杂度。在信噪比不变的情况下,窗口内运行常规置信传播(Belief-Propagation,BP)译码,其误码率随着窗口的宽度增大而降低,并且最终使得窗口译码的性能达到传统的大尺寸Pipeline译码效果。窗口译码获取低延时、低复杂度是以损耗译码性能为代价。如何尽可能降低译码性能损耗,是本文的研究重点。首先,本文介绍了SC-LDPC码的研究背景,基于原模图的SC-LDPC码的表示和构造方式,同时系统地介绍了SC-LDPC码的窗口译码算法的原理,并通过计算机仿真对比不同窗口大小对译码性能的影响。其次,本文介绍了一种具有更高译码性能的SC-LDPC码的窗口译码的设计方案。该方案提出有效终止译码和先前目标符号的边缘消息重新利用,与传统的窗口译码相比,同时提高了其性能增益、降低了其复杂度和延迟。为了进一步提高译码性能,本文基于原有的设计方案,对SC-LDPC码的窗口译码提出了提前终止译码和动态调整窗口大小相结合的改进方法。该方法监测窗口大小的动态变化及相应窗口的平均迭代次数,通过加性高斯白噪声(AWGN)信道下的仿真分析,与传统窗口译码相比,误码率降低。最后,本文尝试将LLR BP算法和基于剩余度置信传播译码算法串联到窗口译码算法中,并通过适当改变窗口内目标符号的长度,寻求最佳译码方案。
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