收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于因子图的低密度校验码关键技术研究

邓勇强  
【摘要】: 随着对宽带、高速通信业务需求的不断增加和通信技术的不断进步,作为一种提高信息传输的可靠性和有效性的重要手段的前向纠错码技术近年来获得了快速的发展,同时作为通信理论的重要组成部分,更有效可靠的纠错码技术的理论研究与应用正在越来越受到人们的关注与重视。本文正是在国家高技术研究发展计划(863计划)“数字音视频编码、传输、测试与应用示范”(No.2002AA119010)的子课题“基于无线环境的联合信源信道系统框架研究”、国家自然科学基金重大项目“未来移动通信系统基础理论与技术研究(No.60496315)”等研究项目的资助下,对近年来在纠错码领域表现抢眼的低密度校验码(Low-Density Parity-Check Codes,LDPC)的若干关键技术展开了研究。 LDPC最早是在1962年由Robert G.Gallager提出的,它是一类可以用稀疏校验矩阵或因子图进行描述的线性分组码,具有接近Shannon限的良好性能和因子图等有效的分析工具,因而近年来成为纠错码领域的研究热点。因子图最早是由Tanner提出的,它是表征校验节点与变量节点关系的二部图。因子图与校验矩阵一一对应,当校验矩阵的某位置为“1”时,在因子图上分别对应校验矩阵的行和列的校验节点与变量节点之间就有一条边相连。本文正是利用因子图这个工具,对LDPC码的编码、译码和密度进化这几个方面的关键技术进行了研究。 在进行后续研究前,本文首先全面的介绍了LDPC码起源、发展和当前的研究与应用情况,给出了它的因子图表示和校验约束编码结构,并基于因子图推导了译码后验概率的表达式;介绍了规则码、非规则码和基于GF(q)域的LDPC码的编码结构,对不同编码结构下LDPC的性能进行了讨论,结果表明,非规则码性能优于规则码,在GF(q)域的LDPC码性能要好于二元LDPC码,域值越高性能越好。 为了获得不含短环的LDPC码的编码算法,对因子图进行了具体的分析,探讨了因子图中环对码性能影响的成因,利用图论工具和构造辅助的校验点结构图邻接矩阵的方法,分析了因子图中形成环校验节点之间的关系,获得了一些有用的定理和性质,并在这些定理和性质的基础上提出了一种新的构造算法。新的构造算法能够有效的避免短环的出现,文章给出了无4-环、6-环和8-环的LDPC码的具体构造算法,在仿真实验中显示了比随机生成算法更好的性能。本文提出的构造算法并不限定于规则码或是非规则码,可根据设定的列重序列生成符合要求的规则码或是非规则码,因而具有更好的通用性。 在LDPC码的译码算法研究方面,为了获得置信传播迭代译码算法的高性能,需要能减少因子图中环对它的影响,因此,在本文译码算法的研究部分分析了因子图中存在的环对置信传播译码算法的影响,给出了一种优化的译码算法。该算法在译码中通过动态检测信息的传递路径,适时的切断通过因子图上的环传回的消息,能够在一定程度上消除因子图中环对置信传播译码算法的影响,使原始信息在不受到经环传回的重复信息的污染下传播到尽可能多的节点。在仿真实验中,我们对比了本文算法与传统算法,分析了两种算法的计算复杂度与性能,结果表明,该算法在中短码长的情况下表现出比传统算法更好的性能,在信道状况较差时,在不降低性能的情况下,本文算法具有更小的计算复杂度。 在LDPC码密度进化理论分析方面,由于现有的密度进化理论是建立在基于无环因子图假设的基础上的,没有考虑因子图上存在的环以及环对迭代译码消息进化的影响。因此,本文通过讨论,获得了一般LDPC码因子图上环存在的概率表述,在这个概率表述基础上,对离散密度进化和连续密度进化在AWGN信道上的表现分别进行了分析。在离散密度进化分析中,使用了Gallager最早提出的硬判决译码算法,获得了迭代译码中误码率的进化,得到在一定初始误码率的条件下,译码误码率的收敛情况。仿真实验结果显示,有环因子图下,其离散密度进化分析获得译码阈值低于无环因子图的情况。在连续密度进化中,使用基于对数似然比量度上的概率测度进行分析,获得了消息密度进化的计算表达式。连续密度进化的计算量非常大,可采用高斯逼近进行近似计算。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 林家儒,吴伟陵;LDPC码在RICE信道中的性能分析[J];北京邮电大学学报;2004年02期
2 林国庆;陈汝伟;刘原华;王新梅;肖国镇;;素域上规则及准规则低密度校验码的构造[J];北京邮电大学学报;2009年03期
3 姜泽雄;谢军;孙程;;基于XOR纠删码的性能分析[J];中国集成电路;2009年09期
4 万福;简伟;吕一希;;LDPC译码方法研究及实现[J];通信与广播电视;2007年04期
5 芮华,徐大专;一种新的基于多级编码的差分空时调制方案[J];应用科学学报;2005年05期
6 李昂,罗汉文,陈强;基于置信传播的LDPC码译码算法[J];计算机工程;2005年20期
7 王伟祥;刘玉君;李文雄;;一种基于循环移位矩阵的LDPC码的研究[J];微计算机信息;2006年09期
8 文磊;雷菁;;LDPC码串行译码收敛性分析[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年02期
9 龚小兵;唐艳;;LDPC-COFDM的简化高阶QAM调制算法[J];科技创业月刊;2006年05期
10 施惠丰;张海滨;徐友云;;分块低密度校验码与高速部分并行译码器联合设计方案[J];上海交通大学学报;2006年05期
11 高敬伯;周曼丽;;规则低密度校验码的比特翻转解码算法研究[J];计算机科学;2006年08期
12 莫林梅;赵明生;;低密度校验码在宽带无线城域网中的应用[J];微计算机信息;2006年30期
13 潘小飞;刘爱军;张邦宁;王杭先;;LDPC迭代译码联合噪声方差估计[J];应用科学学报;2007年06期
14 卞月广;王有政;肖立民;王京;;一种LDPC码的两步混合译码算法[J];微计算机信息;2007年31期
15 温娜;徐永太;张平;;有限长LDPC码的打孔方案设计[J];北京邮电大学学报;2007年06期
16 潘小飞;刘爱军;张邦宁;;一种基于LDPC编码系统的符号同步联合信噪比估计算法[J];电子与信息学报;2008年01期
17 张晨;徐友云;俞晖;;低复杂度的基于迭代译码的LDPC编码方法[J];信息技术;2008年04期
18 徐荧;单承赣;钟磊;;LDPC码在小波压缩图像传输中的应用[J];计算机与现代化;2008年04期
19 倪俊枫;甘小莺;张海滨;徐友云;;改进的分层修正最小和LDPC译码算法及译码器设计[J];系统工程与电子技术;2008年12期
20 李强;何欢;陈瑾;;基于条件矩阵的LDPC码构造及其在MBC系统中的应用[J];军事通信技术;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙韶辉;贺玉成;王新梅;;低密度校验码在瑞利衰落信道中性能研究[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
2 王鹏;王单;童胜;王新梅;;一种消除小环的正则LDPC码的构造方法[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
3 宋挥师;张平;;两种低密度校验码译码算法的性能比较与分析[A];2004年全国通信软件学术会议论文集[C];2004年
4 陈佳杰;李晓峰;杨定胜;刘颜回;;采用ALT编码方式的新型、快速LDPC码及其性能分析[A];第一届中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2007年
5 许成谦;杨兴丽;;一种简化的低密度校验码译码算法的研究[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
6 徐荧;单承赣;;基于LDPC码的压缩图像传输[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2006年
7 陈石平;段吉海;秦志杰;杨坤;;LDPC长码编码的ASIC优化设计[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
8 潘小飞;刘爱军;张邦宁;王杭先;方华;;基于EM算法的符号定时同步[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
9 高敬鹏;刘文静;;基于硬件可实现的LDPC码量化译码算法的研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
10 任远;栾英姿;;LDPC码的软判决译码和量化译码方案[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集(下册)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 颜廷苏;一些低密度校验码的构造[D];扬州大学;2009年
2 焦晓鹏;低密度校验码的构造及译码性能研究[D];西安电子科技大学;2009年
3 陈汝伟;低密度校验码的代数构造[D];西安电子科技大学;2008年
4 马林华;误码环境下的视频信源信道编码理论与技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
5 林竞力;低密度校验码的构造及其应用研究[D];电子科技大学;2009年
6 赵传钢;LDPC码及迭代接收系统研究[D];北京邮电大学;2006年
7 邓勇强;基于因子图的低密度校验码关键技术研究[D];华中科技大学;2006年
8 敬龙江;低密度校验码的构造和设计研究[D];电子科技大学;2007年
9 高敬伯;低密度校验码在无线通信中的关键技术研究[D];华中科技大学;2006年
10 芮华;联合编码调制理论及系统优化设计[D];南京航空航天大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高冠群;低密度校验码的性能分析及最小和算法[D];西安电子科技大学;2011年
2 郭赵强;低密度校验码二部图构造算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
3 郑飞龙;低密度校验码中几类消环算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
4 闫雅莉;基于围长搜索的LDPC码构造算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
5 卢娟;基于低密度校验码的分布式信源编码系统设计[D];太原理工大学;2013年
6 刘洁;多载波系统中基于响应相关性的低密度校验码研究[D];南京邮电大学;2013年
7 陈柯;弱湍流情况下LDPC码在大气激光通信系统中的应用研究[D];电子科技大学;2009年
8 吕光平;自适应技术在移动通信中的应用[D];山东大学;2005年
9 赵健;DVB-S2标准中低密度校验码的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 李明伟;删除信道下迭代译码的研究[D];西安电子科技大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 记者 张强 通讯员 林利栓 李筱梅;嫦娥二号测控系统实现四大技术突破[N];科技日报;2010年
2 通讯员 黄维佳 记者 刘志伟;我国创光通信单波超长距离新纪录[N];科技日报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978