论文部分内容阅读
纠错码是现代通信系统抗干扰的一种不可或缺的重要手段。其中，低密度校验(LDPC)码因为其具有逼近香农限的性能，近十年来备受关注。大体来说，当前研究一般集中在以下方面：好码的构造及其理论分析；灵活简便的编／译码方法和结构；LDPC码在不同系统的合理应用等。因此，本论文本着实际应用的原则，主要研究内容包括：能够简单实现编／译码的准循环LDPC码的构造；已构造LDPC码在各通信系统的合理应用，以期充分发挥这些LDPC码特有的性质；LDPC码编／译码的算法及其硬件实现。本论文主要内容如下：1．LDPC码的小环对其译码性能有较大的影响，针对这种情况，提出了一种基于图形和搜索的准循环LDPC码构造方法，相对其它无小环的准循环LDPC码构造方法，此方法有更灵活的码率和码长。因为该LDPC码的准循环结构，其能使用简单的循环移位寄存器实现线性复杂度的编码，并且，可极大地减少译码时校验矩阵所需的存储单元，从而降低译码复杂度。2．针对LDPC码译码结果几乎没有不可检测错误这一特性，提出了一种为已编码LDPC码码字分组增加纵向单奇偶校验的方法，并对其在BEC和AWGN信道的性能作了理论分析。该方法能校正分组中多个译码错误，从而极大地降低原LDPC的差错平底，并形成陡峭的“瀑布”区域。因此，有利于短码长、高速率LDPC码在通信系统中更广泛的应用。3．卷积码传统上一般采用维特比算法进行译码，本论文中以候选的手机电视标准——中国数字多媒体广播(CDMB)方案为背景，提出了一种对已有通信系统采用的卷积码作少许调整或不作改变情况下使用和积算法译码的方法。仿真表明，其相对维特比算法大约有1dB的增益。4．中国数字地面电视广播标准已采用准循环LDPC码作为其信道编码的一部分，共三种码率。根据此类LDPC码的准循环特性，在尽可能复用硬件资源的前提下，本论文提出了一种基于流水线的半并行编码方案，其可实现一台发射机中三种码率LDPC码的多码率编码。然后，给出了一种基于后验概率的简化最小和算法并由此制定半并行译码方案，其可实现一台接收机内三种码率LDPC码的多码率译码。最终使用FPGA对该编／译码方案进行实现和验证。5．根据二分图上校验节点的定义，对和积算法给出了一种不同于Gallager的推导方法。