【摘 要】
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在科技飞速发展的现今社会,人们对于高效稳定可靠通信的需求越来越高,需要先进信道编码技术的支持。低密度奇偶校验码(Low-density-paritycheck code,LDPC)是一种优秀的信道编码方案,具有译码吞吐量大、性能好等优点,已经被入选为第五代移动通信(5G)中数据信道的编码标准。LDPC码在未来包括B5G和6G移动通信系统中仍将发挥重要的作用。本文针对基于符号翻转的多元LDPC的译码
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在科技飞速发展的现今社会,人们对于高效稳定可靠通信的需求越来越高,需要先进信道编码技术的支持。低密度奇偶校验码(Low-density-paritycheck code,LDPC)是一种优秀的信道编码方案,具有译码吞吐量大、性能好等优点,已经被入选为第五代移动通信(5G)中数据信道的编码标准。LDPC码在未来包括B5G和6G移动通信系统中仍将发挥重要的作用。本文针对基于符号翻转的多元LDPC的译码算法展开研究,主要的研究内容如下:1.对多元LDPC的编码构造和译码算法进行了分析和研究。首先,本文分析了基于有限域的多元LDPC码的构造方法,并通过下三角化完成了多元LDPC码的编码操作。其次,重新分析和描述wtd-AlgB、PSFDP两种多元LDPC符号翻转译码算法,为本文后续提出的算法奠定基础。最后,搭建了不同信道环境下的编码和译码综合仿真平台,对本文涉及到的各种算法进行实验仿真和数据分析;2.提出了一种基于截断机制的预测符号翻转译码算法(TP-SFDP),该算法结合外信息频率和翻转函数特性,对译码节点和有限域符号进行截断和划分,使得只有满足条件的变量节点和符号参与运算和翻转预测。仿真实验显示,当T1=4,T2=1时,在信噪比SNR=4.5d B下,参与运算和翻转预测的变量节点的数量由225个减为165个,有限域符号的数量由16个减为2个。TP-SFDP算法实数比较次数约为原算法的48%;整数/实数加法运算次数约为原算法的40%。同时在BER=10-5时,TP-SFDP算法相比原算法译码性能损失约为0.1 d B。改进后的译码算法通过轻微的译码性能损失使得译码复杂度得到降低,可以有效地在译码性能与复杂度之间折中。通过不同程度的截断,可方便地得到多种备选的译码方案;3.提出了一种综合外信息可靠度的AlgB算法(CEIR-AlgB),该算法基于wtd-AlgB算法进行改进,在算法可靠度计算中加入信道初始接收信息与外信息的相关可靠度,并且在每次迭代译码中对所有变量节点的判决符号进行更新。实验仿真显示,提出的CEIR-AlgB算法能带来一定的译码性能与收敛速度的提升,相较于wtd-AlgB算法具有约1.0~1.3 d B的性能增益;4.针对CEIR-AlgB算法在译码过程中出现的震荡现象,提出了引入衰减因子机制,可以有效削弱震荡现象带来的影响。实验仿真显示CEIR-AlgB算法在引入衰减因子后能得到一定的性能增益,相较于wtd-AlgB算法最高可获得1.4 d B的性能增益。
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