论文部分内容阅读
信息传输的可靠性与有效性是通信系统的两个重要性能指标,纠错编码与速率自适应分别是提高信息传输可靠性与有效性的有效方法。低密度奇偶校验(LDPC)码是一种具有逼近香农极限的译码性能及较低计算复杂度的纠错码;速率可变调制(RCM)是一种可在时变信道上实现平滑的速率自适应的接收端速率自适应技术。LDPC码的标准置信传播(BP)译码算法是一种并行算法,其中消息的更新采用洪泛(flooding)的方式,即在每一轮迭代中,首先更新所有校验节点,紧接着更新所有变量节点。由于更新过程产生的最新消息无法在本轮迭代中被充分利用,标准BP译码的收敛速度较慢。顺序调度策略是加速LDPC码译码收敛的有效方法,其主要可被分为标准顺序调度(SSS)策略和通知动态调度(IDS)策略。IDS策略中不同程度地受到从残差置信传播(RBP)算法继承而来的“贪婪性”问题的影响,这有碍于译码性能的进一步提升。为了缓解RBP译码算法的贪婪性问题,我们提出一种基于RBP译码算法的改进型算法,称为Damped-RBP译码算法,该算法在残差的计算中引入一个阻尼因子,其作用是,如果某条消息被重复地赋予最高更新优先级,该消息的残差将在原始计算值的基础上被缩小,被缩小的倍数随重复的次数呈指数增长。仿真结果表明,所提算法有效地缓解了RBP译码算法的贪婪性问题。现有的RCM解调算法中的消息更新都是采用洪泛的方式,解调收敛速度较慢,受LDPC码BP译码中顺序调度策略的启发,我们提出了两种改进型RCM解调算法,分别是基于标准顺序调度策略的GS-BP解调算法、基于通知动态调度策略的BS-RBP解调算法。在GS-BP解调算法中,消息的更新被根据比特节点的固有顺序划分成组,在每一轮迭代中,消息更新逐组进行,这使得前面分组中已更新的最新消息在本轮迭代的后续分组中的消息更新过程中被充分地利用起来,这有助于加快解调算法的收敛速度。按照RBP算法的理论,消息残差越大,说明这条消息的可靠度越低,优先传递残差最大的消息,将有助于降低译码或解调出错的概率。在我们所提BS-RBP解调算法中,由比特节点传向符号节点(B2S)的消息的残差被当作消息可靠度的度量标准,这个度量标准被用来区分消息更新的优先级,这种异步消息更新策略有利于迭代中的最新消息被充分利用。仿真结果表明,相较于RCM的传统BP解调算法,所提两种解调算法都可以显著地加快解调收敛速度。