论文部分内容阅读
低密度校验(LDPC)码是一种基于双向图和迭代译码技术的信道编码方案,具有逼近Shannon限的优良性能,是目前信道编码领域研究的热点之一。本文对低密度校验码的原理、编译码技术进行了研究,主要内容涉及LDPC码的消息传播算法、基于消息传播的各类改进算法、中短码长LDPC码的性能提高算法、LDPC码的并行编码、并行译码技术等。主要工作和创新点如下:
1.总结了LDPC码的概率域和对数似然比域的置信传播(BP)算法、各种用于减少计算复杂度或提高译码性能的改进BP算法,提出了一种使用累加变量信息作为最后符号判决的改进算法。
2.针对BP-OSD级联算法中的OSD算法,提出了一种基于低可信且相互独立的位置集合(LRIPs)和伴随式的统计定序算法(LSOSD)。LSOSD算法在产生候选码字时,不需要重新编码过程,而只需要数次二进制向量模2加即可完成,因此可以大幅度降低计算复杂度。
3.针对BP和LSOSD的级联算法,提出了一种对对数似然比(LLR)信息进行分段累加作为LSOSD排序依据的策略。这种方法能够减少累加参数的选取对性能的影响。
4.在研究RLSD算法和QC-LDPC码字结构的基础上,提出了一种针对中短QC-LDPC码的BP-RLSD级联译码算法。根据码字特点和实际信道情况,从3个方面降低了算法计算量:(1)根据码字特点,给出一种根据伴随式重量确定搜索空间的方法,该方法可以大幅降低搜索的层数。(2)根据码字特点给出一种快速确定部分错误位置的算法,这能大幅降低每层搜索时的时间复杂度和计算复杂度;(3)根据实际码字参数和信道情况,给出一种统计意义上的动态确定最大搜索深度的方法,这能在算法复杂度和算法性能之间进行很好的折衷。
5.设计了一种π-旋转LDPC码并行编/译码电路结构。利用π-旋转LDPC码的规则化旋转结构,编码、译码结构实现了分组并行处理。在信息迭代过程中,利用校验矩阵的旋转结构,使用一种二维数组压缩存储译码迭代信息,不需要地址索引、只需通过映射即可取出所需参与运算的变量/校验信息,实现了迭代信息的分散存储、映射提取。这种分组、旋转结构简化了节点间的信息传输复杂度。并行译码结构具有一定的通用性,可以在译码速度和硬件复杂度之间进行折衷。