基于LDPC码的Relay系统协作译码研究
发布时间：2020-12-12 13:07
中继传输方案与信道编译码技术的结合是现代通信系统中的研究热点之一。低密度校验（Low-density Parity-check,LDPC）码作为性能逼近香农极限的“好码”之一,当今已应用于多种通信环境中。Relay系统协作通信技术通过源点、中继节点和目标节点之间的协作与迭代,能明显降低信息传播过程中的错误扩散概率,增强系统的纠错能力。Relay系统的研究涉及多用户信息论,协作通信,编码调制理论等,其中一个重要方向是设计编译码方案并通过协作提高系统性能。目前针对Relay系统的编译码研究侧重于容量逼近设计,以较高复杂度换取码性能的最优化。在协作通信设计上,一般采用编码优化及信号处理等机制。本文主要对基于LDPC码的中继协作通信系统进行译码策略与信号调制方案的研究,所完成的研究工作和创新点主要包括以下几个方面:1.有别于传统的外信息计算方法,本文引入了一种基于硬判决序列的外信息函数向量。该向量用于表示目标节点两个译码器判决结果的差异性。结合新定义的外信息函数,并利用信源节点至目的节点信道传输信号与中继节点至目的节点信道传输信号的高度相关特性,进行Relay系统中的译码方案设计。2.提出一种...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１码字的构成??Ｆｉ．?２－１?Ｔｈｅ?Ｃｏｍｏｓｉｔｉｏｎ?Ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｏｄｅｗｏｒｄ??
（ｄｅｇｒｅｅ），常记为ｄ（ｘ），即与点太关联的边的数量。对规则ＬＤＰＣ码而言，校验节点的??度为列重变量节点的度为行重Ｐ。连有线的节点互为相邻点（Ｎｅｉｇｈｂｏｒ）。??以图２－２中的（２，３，６）规则ＬＤＰＣ码为例，图２－３为其对应的Ｔａｎｎｅｒ图。??Ｃ〇?Ｃ２?Ｃ３??ｖ〇?Ｖ，?ｖ２?Ｖ３?ｖ４?ｖ５??图２－３?（２，３，６）规则ＬＤＰＣ码对应Ｔａｎｎｅｒ图??Ｆｉｇ．?２－３?Ｔｈｅ?Ｔａｎｎｅｒ?ｇｒａｐｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?（２，３，６）?ｒｅｇｕｌａｒ?ＬＤＰＣ?ｃｏｄｅ??图２－３中，“□”表示校验节点，“〇”表示变量节点。由图可知，该Ｔａｎｎｅｒ图对应的丑??矩阵行数为４，列数为６，为４ｘ６维奇偶校验矩阵，对应有效码字长度《为６。图中４??个校验节点本质为每个码字需满足的二元线性方程条件。明显地，每个校验节点的度数??均为３，每个变量节点的度数均为２，易知该Ｔａｎｎｅｒ图对应为行重Ｐ为３，列重／为２??的规则ＬＤＰＣ码。??对变量节点而言
能比规则ＬＤＰＣ码更优，更可能接近容量限。??Ｔａｎｎｅｒ图中，由一系列边构成的一条封闭路径称为环（ｃｙｃｌｅ），环的长度等于该环边??的个数，且定义最短环长度为围长（ｇｉｒｔｈ）。如图２－３中６条红线所示，该Ｔａｎｎｅｒ图围长??为６。直观地，Ｔａｎｎｅｒ图中最短围长为４，图２￣４给出某含有短环的部分Ｔａｎｎｅｒ图。??Ｃ０?Ｃ＼?Ｃ２?Ｃｎ－ｌ??校验节点?Ｄ?……Ｅ??Ｖ０?Ｖｔ?Ｖ２?Ｖ３?Ｖ４?Ｖ？－．??图２＊４含有围长为４的短环的部分Ｔａｎｎｅｒ图??Ｆｉｇ．?２－４?Ｔｈｅ?ｐａｒｔｉａｌ?Ｔａｎｎｅｒ?ｇｒａｐｈ?ｏｆ?ａ?ｓｈｏｒｔ?ｃｉｒｃｌｅ（ｇｉｒｔｈ?ｉｓ?４）??图２４中红线标示部分组成围长为４的短环，该Ｔａｎｎｅｒ图对应的丑矩阵中，存在??任意两行或两列间的非零元素相同位置数大于１的情况。该情况下，如果图中有３个变??量节点同时产生错误，５个相关的校验节点只有一个能侦测到错误状态，该校验节点无??法同时纠正３个错误的变量节点，从而导致译码算法纠错失败。因此，短环的存在将很??大程度降低ＬＤＰＣ码检错和纠错的能力。在构造仔矩阵时，应防止其Ｔａｎｎｅｒ图出现短??环，上述ＬＤＰＣ码矩阵表示法中提到的行－列限制特性能消除其对应Ｔａｎｎｅｒ图中长为４??的环。研宄表明
本文编号：2912617
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１码字的构成??Ｆｉ．?２－１?Ｔｈｅ?Ｃｏｍｏｓｉｔｉｏｎ?Ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｏｄｅｗｏｒｄ??
（ｄｅｇｒｅｅ），常记为ｄ（ｘ），即与点太关联的边的数量。对规则ＬＤＰＣ码而言，校验节点的??度为列重变量节点的度为行重Ｐ。连有线的节点互为相邻点（Ｎｅｉｇｈｂｏｒ）。??以图２－２中的（２，３，６）规则ＬＤＰＣ码为例，图２－３为其对应的Ｔａｎｎｅｒ图。??Ｃ〇?Ｃ２?Ｃ３??ｖ〇?Ｖ，?ｖ２?Ｖ３?ｖ４?ｖ５??图２－３?（２，３，６）规则ＬＤＰＣ码对应Ｔａｎｎｅｒ图??Ｆｉｇ．?２－３?Ｔｈｅ?Ｔａｎｎｅｒ?ｇｒａｐｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?（２，３，６）?ｒｅｇｕｌａｒ?ＬＤＰＣ?ｃｏｄｅ??图２－３中，“□”表示校验节点，“〇”表示变量节点。由图可知，该Ｔａｎｎｅｒ图对应的丑??矩阵行数为４，列数为６，为４ｘ６维奇偶校验矩阵，对应有效码字长度《为６。图中４??个校验节点本质为每个码字需满足的二元线性方程条件。明显地，每个校验节点的度数??均为３，每个变量节点的度数均为２，易知该Ｔａｎｎｅｒ图对应为行重Ｐ为３，列重／为２??的规则ＬＤＰＣ码。??对变量节点而言
能比规则ＬＤＰＣ码更优，更可能接近容量限。??Ｔａｎｎｅｒ图中，由一系列边构成的一条封闭路径称为环（ｃｙｃｌｅ），环的长度等于该环边??的个数，且定义最短环长度为围长（ｇｉｒｔｈ）。如图２－３中６条红线所示，该Ｔａｎｎｅｒ图围长??为６。直观地，Ｔａｎｎｅｒ图中最短围长为４，图２￣４给出某含有短环的部分Ｔａｎｎｅｒ图。??Ｃ０?Ｃ＼?Ｃ２?Ｃｎ－ｌ??校验节点?Ｄ?……Ｅ??Ｖ０?Ｖｔ?Ｖ２?Ｖ３?Ｖ４?Ｖ？－．??图２＊４含有围长为４的短环的部分Ｔａｎｎｅｒ图??Ｆｉｇ．?２－４?Ｔｈｅ?ｐａｒｔｉａｌ?Ｔａｎｎｅｒ?ｇｒａｐｈ?ｏｆ?ａ?ｓｈｏｒｔ?ｃｉｒｃｌｅ（ｇｉｒｔｈ?ｉｓ?４）??图２４中红线标示部分组成围长为４的短环，该Ｔａｎｎｅｒ图对应的丑矩阵中，存在??任意两行或两列间的非零元素相同位置数大于１的情况。该情况下，如果图中有３个变??量节点同时产生错误，５个相关的校验节点只有一个能侦测到错误状态，该校验节点无??法同时纠正３个错误的变量节点，从而导致译码算法纠错失败。因此，短环的存在将很??大程度降低ＬＤＰＣ码检错和纠错的能力。在构造仔矩阵时，应防止其Ｔａｎｎｅｒ图出现短??环，上述ＬＤＰＣ码矩阵表示法中提到的行－列限制特性能消除其对应Ｔａｎｎｅｒ图中长为４??的环。研宄表明
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