低密度校验码的构造及译码性能研究

【摘要】： 低密度校验(Low-Density Parity-Check, LDPC)码是一类逼近香农容量限的编码技术,已成为当今信道编码领域的研究热点之一。随着研究的不断深入,LDPC码在无线通信、以太网、光通信网络以及数字存储领域有着广泛的应用前景。本文对LDPC码的错误平层以及迭代译码算法进行了较深入的研究,得到了如下的研究成果: 1.研究了LDPC码的Tanner图中短环数量分布特性,推导了其Tanner图中短环数量的数学期望公式,得出了Tanner图中短环数量不会随着码长增大而增加的特性。 2.提出了一种基于树结构展开的Tanner图短环计数算法,该算法具有可并行实现的优点,同时可对码长较长LDPC码中的环进行有效计数。 3.在对Tanner图连通性研究的基础上,提出了一种基于EMD频谱的改进ACE算法。利用该算法可构造停止距离和最小汉明距离较大的LDPC码,降低码的错误平层,从而改善LDPC码的性能。 4.鉴于迭代译码算法与最大似然译码算法之间的性能差距,提出了一种BEC下的改进迭代译码算法,该算法复杂度与传统的迭代译码算法相当,但其译码性能有较大改善。 5.提出了一种消除非规则LDPC码小停止集算法,该算法通过在已构造的码中加入少数几个校验节点并将其边与需要消除的小停止集相连,从而有效地消除原码中的小停止集,降低LDPC码的错误平层。