基于易错子结构的LDPC码分析与优化

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低密度奇偶校验(LDPC)码是一类性能逼近香农极限的好码,凭借其优异的纠错性能和低译码复杂度获得了广泛关注,并在众多领域和标准中得到应用。但随着信噪比的提高,LDPC码会出现“错误平层”现象,这限制了LDPC码的进一步应用。为更好地探究LDPC码的错误平层,本文重点研究高信噪比区域LDPC码的误帧率估计方法。论文首先分析了导致LDPC码出现错误平层的各种易错子结构,重点介绍了一种基于分支定界方法的遍历搜索算法来寻找LDPC码的小完全吸收集。该算法特点在于,将在给定约束条件下确定最小完全吸收集问题转化成一个整数规划问题,利用分支删减算法快速求得所需的下界值,提高搜索效率。该算法与信道条件和译码算法无关,适用于任何LDPC码。论文研究过程中编程实现了该算法,为误帧率的估计提供了依据。基于LDPC码小完全吸收集,本文结合重点采样(IS)法提出一种快速的误帧率估计方法。该方法利用小完全吸收集代替现有估计方法中的主导陷阱集或主导吸收集,然后在小完全吸收集包含的比特上应用均值平移的重点采样法估计得到LDPC码高信噪比区域的误帧率性能。仿真结果表明,相比于蒙特卡罗(MC)方法,基于LDPC码小完全吸收集的重点采样法可在几乎不损失仿真精度的前提下,有效地缩短仿真时间。
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