论文部分内容阅读
LDPC码以其可靠近香农限的优异性能被广泛应用于现代通信系统当中,而中短长LDPC码在迭代译码算法下通常显现出错误平层现象,这将限制其在误码率需求极低的通信系统当中的实际应用。LDPC码Tanner图当中环与诱捕集(Trapping Set)结构的存在对译码性能造成严重的不利影响,是错误平层产生的重要原因,由单个或多个环相互重叠构成的诱捕集这一特殊结构将严重影响错误平层的起点和高度。本文从研究环结构与诱捕集特性入手进行码型构造,分析其对译码及错误平层影响机理,研究降低LDPC码译码时错误平层的方法。在研究基于诱捕集规避的PS-LDPC码和数列构造算法基础上,提出两种结构的数列分割移位LDPC码构造算法,该算法可以优化环分布、增大围长、规避特定结构诱捕集,从而达到降低错误平层的效果,不仅在译码性能的方面具有优势更节约了编码所需要的内存空间。主要工作概括如下:1、深入理解诱捕集与错误平层的概念,结合诱捕集结构特性分析其对错误平层及迭代译码算法下性能的影响机理,探索LDPC码中环、围长与诱捕集的潜在关系,并将其成果应用于LDPC码构造领域。2、对基于诱捕集规避的PS-LDPC码和代数学构造算法进行深入研究,详细阐述PS-LDPC码中块环与诱捕集结构的表示方法并在此基础上解决短环路径分类问题。基于短环路径分类原则探索PS-LDPC码的构造核心思想以及基于Fibonacci、等差数列的大围长构造新思路。并对该类算法进行原理描述、理论证明和仿真实验各个方面的阐述。3、为规避诱捕集降低其对LDPC码译码性能的危害,本文从构造的角度,借鉴PS-LDPC码的构造思想、应用代数学理论,研究两种降低错误平层的方法,提出了单对角数列分割移位(APPS)和双对角数列分割移位(Bi-APPS)LDPC码构造算法。通过简单的数学公式控制移位参数大大节约编码存储空间,实现增大LDPC码围长,消除由某些环结构组成的诱捕集,从而降低错误平层的效果。多种码长码率的仿真实验证明无论是单对角还是双对角结构的数列分割移位LDPC码构造方法均能有效降低错误平层,通过对已成功构造的数列分割移位LDPC码中环、诱捕集、构造复杂度和耗时的分析,进一步说明该构造算法的具有低错误平层等优异特性。