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I型PA码与规则LDPC码的性能对比研究

肖旻  
【摘要】: 乘积积累码(PA码)是由单校验乘积码和递归卷积码串行级联而成的一种码型,具有规则的结构、优越的性能、很低的编译码复杂度,并且码率可以在1/2~1之间灵活调整。PA码分为I型和II型,其中II型PA码是I型PA码的一种特殊情况,本文重点研究I型PA码。 近几年,人们发现LDPC码以比Turbo码更接近香农限的误码率性能和复杂度很低的迭代译码算法而具有广泛的应用前景。LDPC码已经成为新一代移动通信系统和卫星通信系统中信道编译码技术的重要选择方向之一,也有学者提出用LDPC码取代数据存储系统中的RS码。所以比较分析PA码与LDPC码的性能,将具有重要的意义。 本文在理解因子图与和积算法原理的基础上,分别研究了LDPC码和I型PA码的编译码原理,并用先进的码型分析工具EXIT图分析了规则LDPC码和I型PA码的门限值,从理论上证明了I型PA码具有比规则LDPC码更好的渐进性能。然后用软件仿真对比了I型PA码和规则LDPC码在AWGN信道下的误码率性能,其中译码算法分别采用了和积算法与最小和算法。发现在两种译码算法下,都存在这样一个结论:无论是高码率(7/8码率)还是中等码率(1/2码率),当码长增加时,I型PA码的性能逐渐赶上并超过规则LDPC码,这正好与理论分析的结果一致。同时本文还比较了I型PA码和规则LDPC码的译码复杂度,得到:在采用和积算法时,I型PA码的译码复杂度低于规则LDPC码。 此外,I型PA码还具有线性时间的编码复杂度,即编码复杂度与码长N成正比,而LDPC码的编码复杂度与N2成正比。在硬件实现上,I型PA码不需要像LDPC码那占用很多的存储空间来存放校验矩阵信息。而且,I型PA码还可以灵活地改变码率和码长,这也是LDPC码所不具备的。 可以预见,在码率高于1/2的应用场合下,I型PA码将会是规则LDPC码的一个很好的替代码型。


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