深空通信中多进制LDPC码构造方法研究

发布时间：2017-12-30 15:35

本文关键词：深空通信中多进制LDPC码构造方法研究　出处：《重庆邮电大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：信道编码是保障深空通信数据在低信噪比、高传输时延及资源受限的环境中可靠传输的关键技术之一。作为性能接近香农限的高增益编码技术,低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码引起了深空通信信道编码领域的广泛关注。多进制LDPC码在中短码长更优异的性能以及更强的抗突发错误的能力,有潜力更替深空信道编码与同步层中纠错性能欠佳的短码标准,以满足深空通信中各种场景下的多样化需求。多进制LDPC码的性能随着有限域阶数的增大而提升,但也伴随着复杂度的大大增加。与降低多进制码译码复杂度同等重要的是决定码字的校验矩阵构造。目前已涌现一些性能优异的多进制码构造方案,如基于有限域、图论的结构化码及基于计算机搜索的随机码等。本文分析了影响多进制LDPC码性能的短环与围长,非零元素分布以及最小码距等因素,提出了两种适合深空通信的高性能多进制LDPC码设计方案:1.针对深空通信的紧急情况、指令及自动重传请求等应用场景对中短码的要求,从节点角度提出基于有限域加群的多进制原模图LDPC码构造方法。首先,优化节点的非零元素标签使得每个校验节点的二进制映射码字的最小码距尽可能大且重数较少。然后,提出准围长计算方法来优化节点的移位系数标签,“删除”不满秩的短环及其引入的低重码字,从而进一步提高码字的最小码距上限。深空通信信道下仿真结果表明恰当地选择节点的权值标签和移位系数标签后构造的码字性能优异。2.根据深空通信信道编码提出的高功率效率以及高编码增益率要求,提出了一种基于素数域的多进制准循环LDPC码构造方法。针对掩码后的基矩阵及素数域模乘运算,改进了独立行列序列搜索算法,搜索使得二进制校验矩阵围长最大化的校验节点和变量节点移位系数序列。然后,利用多进制准循环置换矩阵替换素数域中的元素构造多进制校验矩阵。最后,提出一种基于中国剩余定理的码字准围长和最小码距特性优化方法。仿真分析验证了所提出的码字比其他具有相似参数的二进制码和多进制码有一定的性能提升,尤其在低信噪比区域。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.22

【参考文献】