【摘 要】
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在无线通信中,低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码与RS(Reed-Solomon)码能够有效地提高通信系统的可靠性。尤其是LDPC码,得益于校验矩阵(H矩阵)的稀疏性以及软判决译码的应用,其译码性能具有逼近香农极限的特性。然而,由于H矩阵存在短循环,LDPC在译码阶段经过瀑布区后会遭遇错误平层,使得其可靠性下降。考虑到RS码不仅能够纠正突发错误,还可以消
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在无线通信中,低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码与RS(Reed-Solomon)码能够有效地提高通信系统的可靠性。尤其是LDPC码,得益于校验矩阵(H矩阵)的稀疏性以及软判决译码的应用,其译码性能具有逼近香农极限的特性。然而,由于H矩阵存在短循环,LDPC在译码阶段经过瀑布区后会遭遇错误平层,使得其可靠性下降。考虑到RS码不仅能够纠正突发错误,还可以消除LDPC码的错误平层,本文提出一种LDPC-RS码级联方案,在该方案中,RS作为外码,LDPC作为内码,用以消除LDPC码的错误平层问题,并同时提升译码性能。此外,本文基于LDPC以及RS软判决译码方法的分析与改进,提出一种新颖的MNRA-BP(Modified Node Wise Residual Adaptive-Belief Propagation)联合迭代译码器,并成功的应用于LDPC-RS级联方案中。仿真结果表明:本文提出的联合迭代译码器解决LDPC错误平层问题的同时,在保证出色的译码性能前提下降低了译码计算的复杂度,这在无线通信中显示出极大的应用前景。本文具体工作及创新点如下:(1)本文对信道编码及LDPC的基本原理和特点进行概述,包括它们的构造方法与编译码原理,并详细介绍了LDPC码的BP(Belief Propagation)算法,基于对数似然比的BP算法(LLR-BP),以及基于最小和的改进算法等。(2)针对LDPC译码方法,具体分析了基于调度策略的置信传播译码算法,根据分析的结果,本文研究了三种译码改进算法。首先,本文分别研究两种新的偏移量因子与归一化因子的选择方案,并应用于OMS(Offset-Min-sum)算法与NMS(Normalized-Min-sum)算法中,在降低译码复杂度的同时译码性能几乎不变。此外,本文将传统的动态调度策略NW-RBP(Node Wise-Residual Belief Propagation)算法与最小和译码算法结合,研究一种改进的NW-RBP算法,在保证译码性能的情况下也降低了复杂度。(3)基于上述LDPC译码算法的改进,本文提出一种MNRA-BP联合迭代译码器,在该译码器中,将LDPC码MNW-RBP译码器与RS码简化后的ABP(Adaptive-Belief Propagation)译码器级联,用于LDPC-RS级联方案中。仿真结果表明级联方案解决了LDPC码错误平层的问题,在保证级联码良好译码增益的同时,极大的降低了级联译码复杂度,这在无线通信中有广泛的应用前景。
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