【摘 要】
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随着人们对移动通信可靠性需求的日益增加,特别是LDPC码被确定为5G、ATSC 3.0等重要通信标准的信道编码方案后,对LDPC码编译码的研究也越来越迫切。同时应用场景的不断丰富,也对LDPC码的编译码提出了新的要求。例如,广播公司在实际中会以过度功率传输信号,以确保边缘用户的可靠接收,这会导致功率过剩的问题。此外,传统广播与移动通信越来越趋于融合,最新的5G标准中便引入了用于广播的En TV（E
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随着人们对移动通信可靠性需求的日益增加,特别是LDPC码被确定为5G、ATSC 3.0等重要通信标准的信道编码方案后,对LDPC码编译码的研究也越来越迫切。同时应用场景的不断丰富,也对LDPC码的编译码提出了新的要求。例如,广播公司在实际中会以过度功率传输信号,以确保边缘用户的可靠接收,这会导致功率过剩的问题。此外,传统广播与移动通信越来越趋于融合,最新的5G标准中便引入了用于广播的En TV（Enhanced TV）技术。以上信息预示着未来广播信号将会进入手机和物联网等低功耗移动设备。然而,传统的广播过度地追求性能,在进入到低功耗设备时,往往存在性能过剩、复杂度过高的问题。因此,在性能溢出的情况下,如何降低系统的复杂度在当下是一项很有现实意义的研究。本课题针对准循环QC-Raptor-like LDPC码及其译码算法进行了相关研究。准循环QC-Raptor-like码因具有大量度一节点,导致其译码复杂度较高,因此本文首先对码字结构进行了深入研究,在理论上推导证明了准循环QC-Raptor-like LDPC码的收敛性和信息传递的有界性。基于有界性和收敛性,本文首次引入了非必要校验节点集的概念。随后基于非必要校验节点集本文提出了一种适用于准循环QC-Raptor-like LDPC码的低复杂度译码算法,以及基于密度进化理论的非必要校验节点集求解算法。仿真结果表明在不同SNR条件下,能够保证误码率在9×10-7～9×10-6的同时,降低20%以上的复杂度。然而,在译码的信息传递过程中,直接不更新非必要校验节点集会产生实际性能的损失。针对该问题,本文进一步提出了基于外信息替代的低复杂度和积译码算法,仿真结果表明使用2次迭代后的外信息进行替代能够获得更优的性能。随后本文对归一化最小和译码算法与和积译码算法的性能差距进行了定量分析,结合本文低复杂度译码算法度分布动态变化的特性,提出了基于动态度分布的广义互信息准则和基于该准则的修正因子优化算法,在SNR为4.85d B时,低复杂度最小和算法的误码率性能可以由1.4×10-6优化为7.7×10-9。
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