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LDPC码编译码算法的研究与实现

李会雅  
【摘要】:1962年R.G.Gallager提出了基于稀疏校验矩阵的线性分组码,即低密度校验(Low-Density Parity-Check)码。后来研究发现,LDPC码是一种能逼近Shannon限的渐进好码,在极低的信噪比下仍然能够保证足够的性能。因此LDPC码被普遍认为是能适应第四代移动通信系统高速数据传输和高性能要求的信道编码方案。 本文首先介绍了几种LDPC码的编译码算法,同时推导了译码错误概率和密度进化过程,讨论了信道参数的门限效应。接着对LDPC码二分图中长度为4的环进行了深入研究,提出了一种LDPC码校验矩阵的消4-环生成算法,采用Matlab和VC++融合编程方式,完成了此算法的程序设计。此算法不仅可生成二进制LDPC码的校验矩阵,并且对算法修正后,也可生成多进制LDPC码的校验矩阵。采用此算法后可避免LDPC码译码过程中的重复迭代,显著提高了短帧LDPC码的误比特率性能。同时对不同参数对LDPC码性能的影响进行了仿真,得到了一些结论。最后,利用VHDL语言在复杂可编程逻辑器件(CPLD)上完成了LDPC码编码器的硬件实现。另外,给出了LDPC码译码器硬件实现的整体结构图,结合对数似然比域内的置信传播迭代译码(LLR-BP)算法,对译码器的各个模块进行了详细阐述。


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