低密度奇偶校验码及其性能研究

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低密度奇偶校验码是上世纪60年代由Gallager最先提出的一种线性分组码,由于当时的计算机硬件水平较低,该码在很长一段时间内被研究者所忽视。D.MacKay在90年代独立的重新发现了LDPC码,并对LDPC码进行了进一步的研究和推广,使得LDPC码的研究进入了一个新阶段。经过十几年的研究和发展,人们在各方面都取得了突破性的进展,LDPC码的相关技术也日趋成熟。 本论文主要研究了高斯白噪声信道下LDPC码的编译码技术。 LDPC码的编码虽然原理简单,但是当LDPC码的码长较长时,其编码的硬件复杂度较高,其复杂度与码长成二次方增长的关系。如何设计LDPC码的矩阵结构使编码复杂度尽可能低是LDPC码研究的一个热点。第三章首先介绍了一种可以简化编码复杂度的LDPC码,准循环(Quasi—Cyclic)LDPC码,并介绍了QC—LDPC码编码器的硬件结构。在上述介绍的基础上,提出了对QC—LDPC编码器的一种改进方案,并将改进方案与原编码器进行了硬件复杂度的比较。结果表明,改进方案与原方案相比可以节省大量的逻辑门电路,有其实用价值。 LDPC码的译码方面,BP算法是常用的一种译码算法,鉴于BP算法的复杂度较高,研究者陆续提出了对BP算法的简化方案。第四章介绍了BP算法与Min-Sum算法。针对Min-Sum算法译码性能较差的缺点,本文提出了对Min-Sum算法的一种改进方案,QuantizedMin-Sum算法,并将该算法与BP算法和Min-Sum算法进行了比较。结果表明QuantizedMin-Sum算法与Min-Sum算法相比性能有显著的提高,其误码率性能可以接近BP算法的水平。 LDPC码的性能分析也是LDPC码的研究热点之一,密度演变算法是LDPC码性能分析的一个常用的工具,借助密度演变,可以分析出LDPC码的性能上限,从而可以指导研究者合理的设计LDPC码。第五章介绍了密度演变算法和密度演变的高斯近似算法,并选用不同的LDPC码进行了计算机仿真,对密度演变得出的结论进行了验证。
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