基于CMMB标准的LDPC编译码算法研究

发布时间：2017-09-25 02:26

  本文关键词：基于CMMB标准的LDPC编译码算法研究

  更多相关文章： CMMB系统 LDPC码 分层译码算法 分组串行译码算法 半串行译码算法 仿真

【摘要】：中国移动多媒体广播系统(CMMB)是一种广播电视行业标准,具有自主知识产权,由国家广电总局于2006年提出,它使用的核心技术是多媒体广播传输技术(STi Mi),也是由我国自主研发的。CMMB-STi Mi标准中的信道纠错编码技术采用RS码和低密度奇偶校验码(LDPC)构成的级联码。LDPC码因其具有接近香农极限的优异性能、低的错误平台、简单直观的描述方式、译码所需的运算量少和可并行处理迭代消息等优点,已成为第四代移动通信的关键技术之一,并将广泛应用在深空通信、移动和固定无线通信、卫星数字视频和声频广播等领域,在当今信道编译码领域已得到了广泛的关注和研究。LDPC码作为CMMB系统的编解码方案,它的性能好坏将直接影响整个CMMB系统的运行效率和可实现性。本文基于CMMB标准LDPC码的特点,为其提出了合理的译码方案。论文的主要工作可概括如下:1.研究了CMMB标准LDPC码的结构特点和构造方法,CMMB标准定义了两种码率的LDPC码,分别为0.5码率和0.75码率。它们的码长均为9216,可分别由其前大小为921618?和92169?的子矩阵循环移位得到。基于CMMB标准LDPC码的构造特点,将其校验矩阵进行相应地行列变换,可使变换后的校验矩阵具有准循环结构,有利于简单编码和硬件实现。2.传统的译码算法,包括置信传播算法(Belief Propagation)和最小和算法(Min Sum),它们都是基于洪水消息传递(Flooding Message Passing)机制的并行译码算法。而基于串行消息传递(Serial Message Passing)机制的分层译码算法(Layered Belief Propagation,LBP)采用串行译码方式,可使消息迭代收敛速度大大加快。本文对这两类算法在不同码长、码率和最大迭代次数等条件下的译码性能进行了仿真比较,得出LBP算法不仅能加快消息迭代的收敛速度,而且当迭代次数有限时,它能获得比基于洪水消息传递机制译码算法更好的译码性能,同时LBP算法也可节省存储空间。3.本文在LBP算法的基础上介绍两种改进算法,分别是分组串行译码算法(Grouped LBP)和半串行译码算法(Semi-serial Decoding Algorithm)。首先介绍了这两种算法的改进思想和消息迭代过程,然后分别对这两种改进算法在不同码长、码率和最大迭代次数下的译码性能进行了仿真。仿真结果验证了它们都能在保持LBP算法良好的译码性能基础上,加快LBP算法的译码速度。最后应用这两种改进算法,完成了对CMMB标准LDPC码的译码仿真,验证了它们在CMMB系统中的可实现性。
【关键词】：CMMB系统 LDPC码 分层译码算法 分组串行译码算法 半串行译码算法 仿真
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.22
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 中国移动多媒体广播简介11-12
• 1.2 低密度奇偶校验码的研究与发展12-14
• 1.2.1 LDPC码简介与发展现状12-13
• 1.2.2 LDPC码的主要研究方向13-14
• 1.3 论文涉及的项目背景与文章结构安排14-17
• 1.3.1 论文的项目背景14-15
• 1.3.2 论文结构安排15-17
• 第2章 通信系统模型基本概念和LDPC码概述17-25
• 2.1 通信系统模型基本概念介绍17-19
• 2.1.1 信道模型和信道容量17-18
• 2.1.2 编译码原则和Shannon极限18-19
• 2.2 线性分组码和LDPC码概述19-22
• 2.2.1 线性分组码的相关概念19-21
• 2.2.2 LDPC码概述21-22
• 2.3 LDPC码的度数分布22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 LDPC码校验矩阵的构造方法25-35
• 3.1 校验矩阵的随机构造25-27
• 3.1.1 Gallager构造法25
• 3.1.2 Mackay构造法25-27
• 3.2 校验矩阵的结构化构造27-29
• 3.2.1 有限几何构造法27-28
• 3.2.2 组合设计法28-29
• 3.3 CMMB标准LDPC码29-34
• 3.3.1 CMMB标准LDPC码构造29-32
• 3.3.2 CMMB标准QC-LDPC码构造32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 LDPC码常用的编译码算法35-57
• 4.1 二进制LDPC码的常用编码算法35-39
• 4.1.1 基于高斯消去的编码35
• 4.1.2 基于近似下三角矩阵的编码35-37
• 4.1.3 循环码和准循环码的编码37-39
• 4.2 二进制LDPC码的典型译码算法39-47
• 4.2.1 概率BP算法42-43
• 4.2.2 LLR BP算法43-46
• 4.2.3 最小和译码算法及其两种改进算法46-47
• 4.3 分层译码算法47-50
• 4.4 LDPC码常用译码算法仿真分析50-55
• 4.5 本章小结55-57
• 第5章 LBP改进译码算法研究与仿真分析57-73
• 5.1 分组串行译码算法57-60
• 5.2 半串行译码算法60-61
• 5.3 LBP改进算法仿真分析61-69
• 5.3.1 分组串行译码算法译码性能仿真分析61-65
• 5.3.2 半串行译码算法译码性能仿真分析65-69
• 5.4 基于CMMB标准LDPC码的译码性能仿真69-71
• 5.5 本章小结71-73
• 第6章 总结与展望73-75
• 6.1 论文工作总结73-74
• 6.2 工作展望74-75
• 参考文献75-81
• 作者简介及科研成果81-83
• 致谢83

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本文编号：914842