基于最小和算法的可变因子高性能LDPC译码算法研究

发布时间：2020-04-01 15:04

【摘要】：在现代通信中,提升数据传输质量一直是学术界和工业界孜孜以求的目标,也是新技术产生的不竭动力。以数字电视传输系统为例,目前新兴的4K电视、8K电视等都对数据传输质量提出了更高的要求,同时也对数据传输的频谱资源提出了更多的需求。从香农定理的角度,对数据传输质量和频谱资源的需求,可以等效为:在给定频谱带宽和数据传输速率的前提下,降低通信系统的信噪比门限。在现代通信系统的分层架构中,物理层一直是降低通信系统门限的关键所在。进一步说,在物理层中,所用的信道编码技术是提升系统性能的关键之一。在现有通信系统中,低密度奇偶校验码(LDPC)是广泛使用的信道编码技术之一。本文围绕提升LDPC译码算法性能,进而改进通信系统门限、提升通信系统数据传输质量这一目标,做了以下三方面的工作。首先,基于最大后验概率估计,本文推导了适用于各种修正最小和算法和各种LDPC译码架构的可变因子通用优化准则MAP-VFP;其次,本文将洪泛架构下的可变缩放因子译码算法推广到水平分层架构中,并且基于MAP-VFP准则,给出了相应的可变因子优化方法。文中的仿真结果显示,对于DVB-T2标准的码长64800、码率1/2的LDPC码字,水平分层架构下,在误码率1e-7处,可变缩放因子的译码算法比固定缩放因子的译码算法有0.13dB的性能优势,同时,信噪比0.9dB时,可变缩放因子译码算法平均迭代次数比固定缩放因子算法少32.5%。最后,本文提出了一种非线性可变修正因子的LDPC译码算法及其简化算法,并且基于MAP-VFP准则,将其应用于洪泛架构、水平分层架构和垂直分层架构中,在译码性能和算法收敛速度方面,都比文献中的算法具有优势,例如,在垂直分层架构下,对ATSC 3.0标准的码长64800、码率10/15的LDPC码字来说,在误码率1e-7处,非线性可变修正因子的LDPC译码算法比可变缩放因子的LDPC译码算法有0.04dB的性能优势,其简化算法比可变缩放因子的译码算法有0.02dB的性能优势。通过这三方面的工作,形成了一套基于最小和算法并且适用于各类译码架构的高性能译码算法体系。
【图文】：

图11 x 在 x 0时的曲线 'min'\' 'min' ' 'minminminmin''min\ \ \1\+min=i ji ji V ijj j jji ji j i ji V i i V i i V ii ji ji ji ji V i (34)代入式(30)，可得： ' '''\\minjjjii j r ji V ii V iL r (35)替换 BP 算法步骤（2）中的式(30)，，BP 算法流程中的其他过程保持不算法的译码流程。上文对 SPA、BP 和 MS 算法的介绍，可以总结得到 FS 架构下 LDPC 译码 所示。

Q 行分为一层。图21 码字（3）的误比特率曲线图 21 是码字（3）的误比特率曲线。图中共有三条曲线，其中，名为“HSS BP”的曲线表示 HSS 架构下，BP 算法的仿真结果；名为“HSSNMS0.85”的曲线表示 HSS 架构下，NMS 算法的仿真结果，其中 0.85 表示仿真得到的最优的固定缩放因子；名为“HSS VNMS”的曲线表示 HSS 架构下，VNMS 算法的仿真结果，其中的可变缩放因子由 MAP-VFP 准则获得。从图中可知，在误比特率为 1e-7 时
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN911.22

【参考文献】

相关博士学位论文 前1条

1 黄海艺;低密度奇偶校验（LDPC）码改进译码算法研究[D];华南理工大学;2013年

相关硕士学位论文 前8条

1 罗灵山;基于可靠度的低复杂度二元LDPC译码算法研究[D];广西大学;2016年

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3 蔡蓉燕;非二进制低密度奇偶校验码（LDPC）译码性能研究[D];西南交通大学;2016年

4 武文强;基于MRF的二元LDPC码译码算法研究及FPGA实现[D];烟台大学;2016年

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8 姚钱波;LDPC码和积算法串并行策略的性能分析[D];杭州电子科技大学;2015年

本文编号：2610610