基于ADMM的低密度校验码译码算法研究

发布时间：2020-04-17 10:05

【摘要】：低密度校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码具有灵活的结构、较低的译码复杂度和逼近香农极限的良好性能,目前已受到研究工作者的广泛关注。LDPC码线性规划(Linear Programming,LP)译码算法具有最大似然认证特性,但其不足是译码复杂度高。Barman等基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)提出了一种LDPC码的迭代LP译码算法,该算法能够有效降低LDPC码LP译码复杂度,但其低信噪比区域的译码性能弱于置信传播(Belief Propagation,BP)译码算法。为了解决此问题,Liu等通过向LP译码模型的目标函数引入惩罚项设计了一种ADMM惩罚译码算法,该算法能够增加伪码字的代价。为了加快译码速度和提高译码性能,本文对LDPC码的ADMM译码算法进行了深入的研究,主要研究成果概括如下:1.为了改善LDPC码ADMM惩罚译码性能,通过增大罚函数中x(28)0和x(28)1附近点的斜率,设计了ADMM惩罚译码算法的两种改进型罚函数。这两种改进型罚函数可以快速惩罚伪码字而提高译码速度。与现有罚函数相比较,采用改进型罚函数的ADMM惩罚译码算法能够取得更好的译码性能和更快的译码速度。2.为了能够进一步提高ADMM惩罚译码速度,通过减少欧几里德投影的次数,分别利用水平分层调度与垂直分层调度策略,设计了两种基于改进型罚函数的分层调度ADMM惩罚译码算法。与现有ADMM惩罚译码算法相比较,所设计的两种译码算法取得了较好的译码性能和较少的译码平均迭代次数。3.为了减少LDPC码译码的平均迭代次数,通过深入分析LDPC码ADMM惩罚译码中码字所满足的校验约束个数的变化规律,提出了ADMM惩罚译码的一种早停止方法。在译码的早期阶段,该早停止方法能够检测出错误码字而后停止迭代,这将省去一些不必要的迭代次数。与现有ADMM惩罚译码的两种停止方法相比较,所提出的早停止方法可以在几乎未损失译码性能的同时降低了低信噪比区域的译码平均迭代次数。4.通过跟踪ADMM惩罚译码每两次迭代中码字的硬判决信息变化率,设计了一种有效的早停止方法来提高LDPC码ADMM惩罚译码的收敛速度。仿真实验表明该早停止方法能够在低信噪比区域显著降低ADMM惩罚译码的平均迭代次数,且几乎没有译码性能损失。
【图文】：

码的生成矩阵为01231 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 ggGgg0 1)对应的码字为2 3 0 g 1 g0 0 0)+(0 1 1 0 1 0 0 1 0 1)(n , k )线性分组码C 中码字的有，尽量互相之间不交错出现，，具为一个(n , k )线性分组码的系统结

择矩阵jT对应于校验矩阵的每一行 0 向量，jz为全 0.5 向量I do( ) ( )[0,1]( )1 1 1( )vi ij j ij iid Nz λ J do/j j x λ ( )djjΡPw 更( ) j j T x z k kj j x z 和1maxk kj j j z z ，或达到最大迭代次数验LDPC 码 ADMM 译码算法中十分重要的参数，能够直
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：博士
【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 李桂萍;极化码编译码算法研究[D];西安电子科技大学;2017年

2 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

3 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

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 王莎;速率兼容的极化码编译码算法研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

2 周亚强;多元LDPC码拓展最小和译码算法的研究[D];哈尔滨工程大学;2018年

3 苏炜跃;基于GPU加速的移动端LDPC译码方法与实现[D];华南理工大学;2018年

4 范萍;LDPC码的构造与低错误平层译码算法研究[D];东北大学;2015年

5 周丽静;QC LDPC码校验矩阵的构造和译码算法的研究[D];东北大学;2015年

6 梁奇;低复杂度的大数逻辑LDPC译码算法及其量化优化[D];广西大学;2017年

7 马东俊;5G通信系统极化码编译码算法研究[D];北方工业大学;2018年

8 张弩天;极化码的译码算法研究及其应用[D];电子科技大学;2018年

9 张森永;面向符号插入与删节的低复杂度处理方法研究[D];天津大学;2017年

10 吴文波;LDPC码译码算法的研究及改进[D];南昌航空大学;2018年

本文编号：2630746