基于信道估计的LDPC码算法与仿真研究

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LDPC码在与基于信值传播算法的迭代译码相结合的条件下具有逼近Shannon限的性能,尤其是非正则的LDPC码,至少具有和Turbo码相同的纠错性能。LDPC码的特点是:描述简单,对严格的理论分析具有可验证性:译码复杂度低于Turbo码,且可实现完全的并行操作,硬件复杂度低,因而适合硬件实现:吞吐量大,极具高速译码潜力。LDPC码的优异性能及其在通信中的良好应用前景(例如光通信、卫星通信、深空通信、第四代移动通信、高速与甚高速数字用户线系统、光和磁记录系统等),已引起世界各国学术界和I工业界的高度重视,成为当今信道编码领域中备受瞩目的研究热点之一。因此研究LDPC码的学术意义、商业价值和对IT(特别是通信)领域相关技术发展的推动作用是巨大的。   在实际移动无线信道中,信号从发射天线经过一个时变多径信道到达接收天线,会产生时间选择性衰落和频率选择性衰落。信道的时变特性引起的信号频谱的展宽,导致Doppler效应,造成信号随时间呈现选择性衰落;而现阶段对LDPC码的研究多处于AWGN信道条件下,对于将LDPC用于实际应用中有很大局限。   本文将LDPC码与多径瑞利信道相结合,针对平坦快衰落信道的相关时间与包络相关度,通过验证不同的导频插入方法,使用最小二乘信道估计,对信道的乘性噪声进行均衡,从而修正了LDPC译码的初始概率,使译码性能得到一定的提升。   同时,LDPC码的译码通常按照经验值设置最大迭代次数以此作为停止准则,每次迭代通过校验cHT=0来判断是否正确译码。采用这种方法的译码性能受最大迭代次数设置的影响。当信道译码出现问题,迭代次数达到最大迭代次数但还不能正确译码时,才判断译码失败,此时没有提前预测译码趋势,将耗费大量的计算量;如果最大迭代次数设置过小,则没有达到很好的性能就被截止。本文针对此情况提出了一种简单的LDPC码停止准则,利用信息节点的对数概率似然比(LLR)来控制迭代次数,这种方案避开了设置停止准则门限,可以很快判断出译码情况,继而避免了大量无用的计算。研究表明,这种准则与系统参数无关,具有通用性,可应用于各种通信系统,具有一定的实用价值。
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