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低密度校验(LDPC)码被证明是一种拥有强大纠错能力,可逼近信道容量的信道编码技术,目前正广泛应用于通信系统中。本文重点研究了短码长中高码率的LDPC码译码技术,其中包括提出了一种CRC-LDPC级联码并分析了其检错性能,二分图中短长度环对译码性能的影响以及提出了OPBP译码算法并对其性能进行研究。具体包括:
1.提出了CRC-LDPC级连码以用于加强错误检测能力。在高信噪比的情况下,短码长高码率LDPC码的错误中,有30%以上的属于不可检测错误。循环冗余校验(CRC)码是一种经典的低复杂度高效率的检错码。在本文中,提出了利用CRC码作为LDPC检错能力的补充,由此生成CRC-LDPC级连码,在级连码中LDPC作为内码而外码为CRC-8。仿真结果表明,在增加8比特的冗余为代价下,CRC-LDPC能检测出超过99%的LDPC不可检测错误。在高信噪比中,CRC-LDPC具有非常高的错误检测准确性。
2.定性地分析了短长度环对译码性能的影响。通过建立独立的环模型并进行数值仿真分析,指出了在置信度传播(BP)译码算法下,消息沿环内各边的传播过程,可能会造成环内的正反馈。而正反馈会放大环内错误消息,造成译码性能下降。仿真结果还解释了在BP译码算法下,随着最大迭代次数增加,误帧率减少的现象。
3.基于CRC-LDPC级连码,提出了排序微扰置信度传播(OPBP)译码算法。由于环路的存在,标准的BP算法性能会不如最大似然译码(MLD)性能。在本文中,提出了OPBP算法以打破环内的有害正反馈,克服短环路所带来的不利影响。经过仿真验证,OPBP译码算法比传统的标准BP译码算法的误帧率(FER)性能大概改善0.6~0.9dB。同时,OPBP算法比传统的BP算法具有更低的错误平台(errorfloor)。为了使OPBP译码算法能获得良好性能,还讨论了如何选择算法的参数。文章也对OPBP译码算法和BP译码算法的计算量进行了比较和分析。最后,针对OPBP译码算法可能会引起较大的计算时延,本文提出在基站中使用负载均衡技的方案,并对该方案进行了原理讨论和效果分析。