基于BADMM的LDPC码线性规划译码算法研究

发布时间：2020-05-31 03:37

【摘要】：低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码是一种具有稀疏校验矩阵的线性分组码,由于它具有逼近香农限的译码性能,因而在无线通信领域得到了广泛应用。置信传播(Belief Propagation,BP)算法是目前针对LDPC码应用最为广泛的译码算法,其存在的主要问题是在高信噪比情况下会出现较高的误码平台。线性规划(Linear Programming,LP)译码算法是近年来发展起来的一种新的译码方法,该算法具有近似最大似然(Maximum Likelihood,ML)的译码性能和较低的误码平台。在应用中LP译码方法存在的主要问题是译码复杂度高和收敛速度慢。本文针对现有的LP译码算法的上述缺点,提出了一种低复杂度且具有快速收敛特征的布雷格曼交替方向乘子法(Bregman Alternating Direction Method of Multiplier,BADMM)的LDPC码的LP译码算法,仿真结果表明所提出的BADMM译码算法比现有的LP译码算法具有更快的收敛速度。本文的主要内容及创新点如下:1.介绍了LDPC码的基本原理和译码方法。给出了LDPC码的概念、表示方法以及它的不同分类;重点介绍了LDPC码的三种译码算法:ML译码算法、BP译码算法和LP译码算法;最后选取了三种不同长度的码字,对BP译码算法的译码性能进行了仿真,得出BP译码算法在高信噪比时会出现误码平台的结论。2.针对LDPC码,提出了一种每次迭代具有较低复杂度的ADMM译码算法。介绍了ADMM算法框架;结合Feldman基本多面体的LP译码模型,介绍了常规基于ADMM算法的LP译码算法;为了降低该ADMM译码算法中投影部分的计算复杂度,提出了一种无需进行排序的割寻找算法(Cut Search Algorithm,CSA),降低了该算法在每次迭代中的计算复杂度。3.为进一步提高上述所提ADMM译码算法的收敛速度,将Bregman散度思想与ADMM译码框架结合,提出了一种具有快速收敛特征且低复杂度的BADMM译码算法。在该算法中,给每个更新的变量增加一个Bregman散度,从而加快了算法的收敛速度。仿真结果表明:和ADMM算法相比,本文所提出的BADMM算法在不降低译码性能的前提下,平均迭代次数能够大幅度降低。为进一步提高BADMM算法在低信噪比区域的译码性能,通过在目标函数上增加罚函数,提出了一种改进的BADMM算法。仿真结果表明,该方法在低信噪比区域与BP译码具有相似的译码性能。
【图文】：

随着移动 4G 的普及，5G 已成为全球研究的生活的方方面面，有些甚至成为工作中必需的一部分断提高，人们的生活水平也在持续改善，大众对于通信满足人们的需求，尽早进入 5G 时代，我们通信人应该认真做好研究工作，而这一切都需要从了解数字通信信系统的通信系统，其实就是一些设备和媒质，这些都是信息。通信系统被分为模拟通信系统和数字通信系统，前者者则通过数字信号来传输信息。同时，后者凭借其抗易于集成化和出差错时可控制等突出的优势，，已经成为继续向前发展。字通信系统模型如图 1.1 所示[1][2]：
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN911.22

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 吴道龙;;极化码译码算法研究[J];黑龙江科技信息;2017年10期

2 李小文;彭德义;谭兵;王振宇;;长期演进系统中一种低复杂度球形译码算法[J];计算机应用;2012年03期

3 张长帅;宋黎定;刘泳;;低密度奇偶校验码快速收敛译码算法研究[J];遥测遥控;2007年03期

4 汤一彬;侯晓峗;郑宝玉;;一种新型可变半径的球形译码算法[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年S1期

5 徐正伟,汤静;语音信号及其编译码算法的研究[J];电声技术;2002年04期

6 刘玉君;;BCH码译码算法的改进[J];重庆邮电学院学报;1988年00期

7 刘玉君;关于RM码的Reed译码算法的改进[J];电子学报;1989年01期

8 李瑞;柏鹏;彭卫东;林志国;林思铭;;基于狼群算法的球形译码算法研究[J];微电子学与计算机;2017年01期

9 褚楚;吴晓富;;逼近最小和译码性能的并行多比特翻转译码算法研究[J];信号处理;2016年02期

10 袁建国;王琳;黄胜;王永;;基于遗传算法的概率译码算法[J];北京邮电大学学报;2012年05期

相关会议论文 前10条

1 宋挥师;张平;;两种低密度校验码译码算法的性能比较与分析[A];2004年全国通信软件学术会议论文集[C];2004年

2 肖海勇;毕光国;;联合检测的均衡译码算法[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年

3 卢而辉;赖信q;谢德望;李肇严;;可运用于线性区块码之新式软式判定译码算法[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年

4 裴彬;任品毅;汪瑞;王熠晨;;一种频率选择性衰落信道下空时分组码的译码算法[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集（上册）[C];2008年

5 刘钊;李会勇;何子述;刘本永;;VBLAST的一种新的非线性译码算法[A];2006通信理论与技术新进展——第十一届全国青年通信学术会议论文集[C];2006年

6 宋排阁;王利军;杨星;陶小鱼;周继华;;3GPP UMTS标准下的Turbo码译码算法研究[A];第四届中国指挥控制大会论文集[C];2016年

7 孔伟;;VBLAST系统译码算法的新方案[A];2005'中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2005年

8 高敬鹏;刘文静;;基于硬件可实现的LDPC码量化译码算法的研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（上）[C];2006年

9 周朝霞;王大勇;;一种高速并行的Turbo码译码算法[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集（下册）[C];2007年

10 许成谦;杨兴丽;;一种简化的低密度校验码译码算法的研究[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年

相关博士学位论文 前10条

1 王彪;基于ADMM的低密度校验码译码算法研究[D];西安电子科技大学;2018年

2 李桂萍;极化码编译码算法研究[D];西安电子科技大学;2017年

3 林鹏;高频谱效率的OVXDM编码低复杂度译码算法研究[D];北京邮电大学;2018年

4 罗天放;通信系统中的Turbo码及Turbo均衡问题研究[D];哈尔滨工程大学;2003年

5 曹海燕;无线通信系统中的LDPC码、Turbo码和空时编码的研究[D];华南理工大学;2006年

6 赵传钢;LDPC码及迭代接收系统研究[D];北京邮电大学;2006年

7 耿嘉;MIMO技术及其在WLAN中的应用[D];东南大学;2006年

8 徐朝军;RS码译码算法及其实现的研究[D];西安电子科技大学;2006年

9 王单;LDPC码编译码算法研究[D];西安电子科技大学;2006年

10 李晋;低密度奇偶校验码及其并行级联构造的研究[D];东南大学;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 王春丽;比特翻转译码算法及其在密钥协商方面的应用[D];南京邮电大学;2018年

2 袁海洋;二元LDPC码ADMM译码方法研究及FPGA实现[D];西安电子科技大学;2018年

3 邓堤峡;面向5G通信的LDPC码译码算法研究[D];西安电子科技大学;2018年

4 魏红丽;极化码的译码算法研究与改进[D];西安电子科技大学;2018年

5 王飞;Polar码BP译码算法的研究和改进[D];西安电子科技大学;2018年

6 孙亚茹;低密度格码译码算法及其应用研究[D];西安电子科技大学;2018年

7 许伟楠;ISI信道下LDPC码ADMM译码算法研究[D];西安电子科技大学;2018年

8 杜倩;基于BADMM的LDPC码线性规划译码算法研究[D];西安电子科技大学;2018年

9 刘佳玉;Polar码的线性规划译码算法研究[D];西安电子科技大学;2018年

10 孙五星;基于SC的Polar码译码算法的研究[D];西安电子科技大学;2018年

本文编号：2689220