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1993年,Turbo码诞生后,学者们开始致力于设计和研究各类近香农极限码。低密度奇偶检验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码于1996年被重新挖掘。LDPC码的误码性能趋近香农极限,译码复杂度低且可并行实现,目前被许多标准采用,比如:5G、DVB-S2等。但在某些应用中,LDPC码由于其码率固定而受到一定的限制,因此,数字喷泉的概念应运而生。2002年,第一个实用数字喷泉码被提出。喷泉码无固定码率,且具有低编译码复杂度等优点,尤其适用于可靠广播传输和多源下载等领域。Raptor码是目前性能最佳的喷泉码。LDPC码和Raptor码在编码结构和译码算法等方面存在许多共通之处,且Raptor码的预编码通常采用LDPC码,这使得LDPC码的许多研究成果可为Raptor码的改进提供有益借鉴。因此,本文将同时对LDPC码和Raptor码的编译码算法展开研究,主要贡献如下:(1)针对低功耗应用中的LDPC码,提出基于重置及切换机制的加权比特翻转译码算法。该算法在结合两种现有加权比特翻转译码算法的基础上,加入了硬判决重置和算法循环切换机制,有效消除了译码中的“环路效应”,相比现有加权比特翻转算法,在不明显增加计算复杂度的前提下,显著提升了误码性能。(2)针对高速传输应用中的LDPC码,提出基于二级度数的变量节点更新顺序,用于置信传播中的分层译码算法。所提出的更新顺序使分层译码算法在每次迭代中能够利用到更多的聚集信息,从而相比现有算法获得更快的收敛速度。(3)针对Raptor码的编码算法,利用Raptor码的级联特性,将LDPC码的短环消除机制应用于Raptor码的内码与外码之间,提出基于联合矩阵短环消除的Raptor码编码算法。该算法能根据LT编码输出符号的度数选择性地进行短环消除,从而保证一定的编码随机性。仿真结果表明该算法能有效提高Raptor码的误码性能。(4)针对预编码为非规则码的Raptor码,提出一种优化编码算法。该算法能够根据LDPC预编码校验矩阵的列重大小进行LT编码,使得Raptor码中间节点两侧的度数和更加平衡,从而提高编码增益。同时,该算法基本不增加计算复杂度,硬件实现简单。