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作为下一代无线通信系统中的关键技术,LDPC编码可极大地提高无线通信链路的可靠性。与其它类型的编码比较,如汉明码、循环冗余码、卷积码,LDPC码能在码长较长的时候,提供接近香农限的性能。在性能上,LDPC码跟Turbo码接近甚至要好于后者,特别是它的译码算法简单,并具有并行计算的特性,所以易于在硬件上实现。所以继Turbo码之后,编码学界掀起了研究LDPC码的热潮。
本文将着重分析LDPC编码的性能,主要使用的理论是密度进化算法。首先,本文简单地介绍了一些编码理论的知识。接着,介绍了LDPC码的编码和译码方法,着重介绍了置信传播算法。置信传播算法是一种基于二分图的和积算法,当二分图中不存在环的时候,置信传播译码算法等效于最大后验概率译码。
本文通过引进密度进化算法分析了置信传播译码算法的性能,并介绍了两种优化LDPC非规则码的方案,一是利用差分进化,另一种是利用高斯估计算法。本文强调了置信传播算法在码长很长的时候,译码门限(正确译码时的信噪比)接近香农限。通过仿真,本文验证了LDPC非规则码的优良性能。
最后,本文研究了变速率的LDPC编译码方案。首先引进了随机打孔LDPC码的等效信道,并基于该信道通过理论推导和密度进化算法分析了随机打孔LDPC码的性能。