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LDPC码编译码算法的仿真研究

作　者: 徐智勇
导　师: 黄力群
学　校: 东北大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: LDPC码 迭代译码 迭代终止准则
分类号: TN911.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 66次
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内容摘要


在通信系统中,随着通信技术的不断发展,对通信质量的要求也不断提高。通信纠错码作为提高信息传输可靠性的一种重要手段,越来越受重视。1996年,LDPC码的重新提出,以其接近香农极限的优异的译码性能在编码界引起了轰动,并成为研究纠错编码的热点课题。本文主要介绍了线性分组码及编码原则,分析了高斯信道和瑞利信道模型。分析了两类LDPC码译码算法,并对这两类译码算法进行仿真实现,之后归纳两类算法的优缺点。对传统的BP算法进行了分析,针对传统BP算法在迭代阈值现象中,迭代次数过多的问题,对BP算法进行改进,提出了新的迭代终止准则：通过间隔迭代结果的比较判断迭代是否收敛,即n次迭代中,第i次迭代结果与第i+j次迭代结果做比较。在这j次迭代范围内,比较的结果差别很大,则译码序列结果尚未收敛,可以继续迭代译码；如果比较的结果差别不大,则认为译码序列已收敛,不必继续迭代译码。将前后相邻几次迭代结果加以比较。如果比较的结果一样,即认为迭代结果已经收敛,不必继续迭代译码；如果比较结果不一样,则认为迭代结果没有收敛应继续迭代译码。在译码性能基本不变的情况下,新的迭代终止准则可以使BP算法在低信噪比下,一定程度上减少迭代次数从而降低运算复杂度和译码延时。由于新的迭代终止准则是在BP基本算法的基础上提出,对BP算法的其它改进算法也具有同样的实际作用。所以,该改进算法中的迭代终止准则具有普遍意义。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 引言  9
  1.2 研究背景  9-10
  1.3 纠错编码控制方式和发展历程  10-13
    1.3.1 差错控制方式  10-11
    1.3.2 纠错编码的产生与发展  11-13
  1.4 低密度校验码的提出、发展和现状  13-18
    1.4.1 LDPC码编码算法的研究与发展  13-15
    1.4.2 LDPC码的实现和应用  15-17
    1.4.3 LDPC码的最新进展  17-18
  1.5 本文的主要内容和结构  18-19
第2章 LDPC码的基本原理及编码  19-37
  2.1 编码原则及线性分组码  19-24
    2.1.1 编码原则  19-20
    2.1.2 线性分组码概述  20-23
    2.1.3 线性分组码的译码  23-24
  2.2 LDPC码的概述  24-35
    2.2.1 LDPC码的表示  24-25
    2.2.2 Tanner图表示(二分图)  25-26
    2.2.3 度数分布  26-27
    2.2.4 Tanner图的循环,girth和性能的关系  27-28
    2.2.5 LDPC线性编码方法  28-32
    2.2.6 校验矩阵的随机构造  32-35
  2.3 本章小节  35-37
第3章 信道基本模型  37-47
  3.1 信道容量  37
  3.2 离散无记忆信道的容量  37-38
  3.3 离散输入、连续输出信道的容量  38-39
  3.4 二进制对称信道的容量  39-41
  3.5 AWGN信道的容量  41-43
    3.5.1 连续AWGN信道的信道容量  41-42
    3.5.2 输入离散,输出连续AWGN信道的信道容量  42-43
  3.6 Rayleigh衰落信道的容量  43-45
  3.7 本章小节  45-47
第4章 LDPC码的译码算法  47-59
  4.1 因子图  47-48
  4.2 基于置信传播的算法  48-55
    4.2.1 概率域BP算法  50-52
    4.2.2 对数域BP算法  52-53
    4.2.3 Min-sum最小和算法  53-54
    4.2.4 AWGN和瑞利信道下的初始化  54-55
  4.3 位翻转译码算法  55-57
    4.3.1 硬判决位翻转译码算法  55-56
    4.3.2 软判决位翻转译码算法  56-57
  4.4 译码算法的比较分析  57-58
  4.5 本章小节  58-59
第5章 LDPC码软件仿真及其性能  59-73
  5.1 LDPC码仿真流程图  59-60
  5.2 设计参数对LDPC码译码性能的影响  60-64
    5.2.1 码字的不同长度对LDPC码译码性能的影响  60
    5.2.2 不同的码率对LDPC码译码性能的影响  60-61
    5.2.3 不同的迭代次数对LDPC码译码性能的影响  61-62
    5.2.4 信道条件对LDPC码译码性能的影响  62-63
    5.2.5 短环对LDPC码译码性能的影响  63-64
  5.3 传统迭代译码算法的局限性  64-66
  5.4 迭代终止准则的改进  66-72
  5.5 本章小节  72-73
第6章 结论  73-75
参考文献  75-79
致谢  79

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信息论
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