LDPC码低复杂度置信传播译码算法研究

发布时间：2017-06-20 16:08

  本文关键词：LDPC码低复杂度置信传播译码算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在无线通信系统中,信道前向纠错码,尤其是信道译码器仍然是无线通信系统实现复杂度的主要来源,其重要性不言而喻。低密度奇偶校验码最初由Gallager博士提出,Mackay在1999年重新发明了它,随着对LDPC码研究的深入,它已经成为迄今性能最优异的两大信道编码之一。基于置信传播的消息传递算法,即BP算法,是LDPC码公认的最佳译码方法。由于译码时主要涉及加法运算和乘法运算,所以BP算法也被称作和积算法。值得注意的是,BP算法每次迭代运算次数与节点的数目呈线性关系,而且由于Tanner图中存在短回路,LDPC码的BP译码和Turbo码一样也是有缺陷的,这就造成了一定的性能损失。与Turbo码相比,LDPC码译码中比特节点的消息符号通常需要更多的迭代次数来达到收敛,译码时所需内存相对过大LDPC码存在的这些问题使得它的综合性能受到削弱。基于LDPC码译码算法的这些热点问题,本文主要对LDPC译码的低复杂度置信传播译码算法进行了深入研究。本文通过分析LDPC码低复杂度译码算法的优缺点,提出了ACMS算法。新算法对最小和算法进行了简化处理,在校验节点信息更新计算时只取一个最小值,并对消息计算公式作了修正与改进,改善了基于单个最小值的最小和算法对信噪比敏感的问题,使之能够在不同信噪比条件下自适应地调整软置信度。仿真实验证明,新算法改善了整体的误码性能,尤其是在中低信噪比区改进效果尤为明显。在改进算法的基础上,对译码过程时的信道信息和软输出的校验节点信息进行了量化,给出了一种8bit查表量化方法。仿真结果亦表明,经过量化后的改进算法继承了其性能优势及自适应信噪比的特点,加快了译码速度。另外,本文还提出了一种基于错误追踪和比特节点调度的分块译码算法,基于比特节点的出错次数和校验节点的LLR绝对值对Tanner图中的边进行分块和排序,调整了BP算法中各个节点的消息更新优先级。仿真结果亦表明本文提出的新调度算法相对传统动态调度算法降低了运算量,性能在高信噪比条件下也超越了传统串行调度算法,是个不错的折中方法。
【关键词】：低密度奇偶校验码 置信传播算法 单最小值 调度
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.22
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究背景8
• 1.2 信道编码的研究现状8-11
• 1.3 本文内容安排11-13
• 第二章 LDPC码概述13-31
• 2.1 理论基础13-14
• 2.2 LDPC码的基本原理14-19
• 2.2.1 线性分组码14-15
• 2.2.2 LDPC码的基本性质15-16
• 2.2.3 Tanner图16-17
• 2.2.4 评价LDPC码性能的几个标准17-19
• 2.3 LDPC码的经典构造方法19-20
• 2.4 IEEE802.16e标准中的LDPC码20-24
• 2.4.1 准循环LDPC码的基本原理20-22
• 2.4.2 校验矩阵的构造过程22-24
• 2.5 LDPC码的编码24-26
• 2.6 LDPC码的译码26-30
• 2.7 本章小结30-31
• 第三章 改进的低复杂度LDPC码单最小值最小和算法31-42
• 3.1 算法描述31-34
• 3.2 算法量化分析34-37
• 3.3 仿真与分析37-41
• 3.3.1 参数的选取37-39
• 3.3.2 误码性能对比39-41
• 3.3.3 复杂度分析41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 基于错误追踪和比特节点调度的分块译码算法42-53
• 4.1 陷阱集与BP译码的调度42-44
• 4.2 经典调度算法44-47
• 4.2.1 确定型串行调度44-45
• 4.2.2 动态调度45-47
• 4.3 BT-VSBP算法描述47-50
• 4.4 仿真与分析50-52
• 4.4.1 误码性能对比50-51
• 4.4.2 复杂度分析51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第五章 结论与展望53-55
• 5.1 研究总结53
• 5.2 研究展望53-55
• 参考文献55-59
• 致谢59-60
• 攻读学位期间的研究成果60-61

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨倩;陈健聪;;基于混沌的多水印生成及检测误判分析[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年04期

2 赵于平;;视音频信息检索的需求、研究与实际应用[J];电视技术;2011年06期

3 刘亚荣;;信息论与编码课程教学探讨[J];大众科技;2008年09期

4 郑喜凤;邓春健;陈宇;;一种低开销的压缩解压缩方法[J];电子器件;2008年02期

5 汪华;杨明;;连续信源的最大熵与最大熵条件[J];光盘技术;2008年12期

6 蔡怀宇;吁乐锋;王金玉;黄战华;方超;;基于MTF一致性的波前编码相位板参数研究[J];光学与光电技术;2009年02期

7 潘矜矜;潘丹青;;信息论与编码课程建设探讨[J];福建电脑;2013年03期

8 程舰;赵大方;;例谈信息论中条件极值问题的求解[J];高师理科学刊;2013年03期

9 宁小青;郭光耀;;随机环境马氏链下熵的极值问题的研究[J];湖北民族学院学报(自然科学版);2012年02期

10 孙淮宁;胡学钢;;一种基于属性贡献度的决策树学习算法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2009年08期

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 陆军;基于组合学的数据编码方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 蔡军;家电产品市场营销研究[D];天津大学;2010年

3 赵丕杰;LOD在直扩系统微弱信号检测中的应用与研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

4 周城;监控视频编码与超分辨率重建方法研究[D];华中科技大学;2010年

5 曾浩;宽带无缝采集技术及其在数字示波器中的应用研究[D];电子科技大学;2010年

6 苑春苗;网络视频监控系统中的QoS机制和智能分析技术研究[D];天津大学;2012年

7 马玉梅;基于Fisher信息量的弱信号处理增益问题研究[D];青岛大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张微微;TPC硬判决译码改进算法的研究及其FPGA实现[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 马明龙;基于ARM9的视频采集和处理系统的设计[D];长春工业大学;2010年

3 沙侃;基于图像复杂度H.264/AVC帧内预测的改进算法[D];华东理工大学;2011年

4 陶凯;调频多工数据广播接收技术的研究[D];北京交通大学;2010年

5 刘丽霞;图像纹理特征研究和比较[D];北京邮电大学;2011年

6 任武林;基于FPGA的无损压缩技术研究[D];中北大学;2011年

7 董雨西;无损音频编码算法研究[D];天津大学;2012年

8 柳邦奇;Hilbert-Huang变换在PHM数据采集处理系统中的应用研究[D];天津大学;2012年

9 徐博;文化实力的数理研究[D];长沙理工大学;2011年

10 孙宇;铁路车辆管理系统及数据网络化的研究与实现[D];沈阳工业大学;2007年

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本文编号：466193