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LDPC码译码算法的研究及改进

吴文波  
【摘要】:通信不管在哪时代都很重要的。如今科技飞速发展,人们对通信从文字要求变成语音甚至是视频,一步一步的变化使要求也随之变得更多,因此对通信系统的功能需求也越变越高,通信的准确性更是其中关键。低密度奇偶验证码(Low-Density Check-Parity Code,LDPC)在纠错码领域备受关注,对其研究更是必不可少。LDPC码相对于其它纠错码具有逼近香农极限、译码简单、更好的硬件实现及适用于大多数的信道等优势,吸引众多相关研究者研究LDPC码,其中LDPC码的译码是改进其性能的一个重要方向。本文主要是从下面几点来对LDPC码译码进行研究及其改进:1.分析影响译码性能的因素,主要从LDPC码不同码型,环长以及迭代次数入手。LDPC码在实质上就是一组线性的分组码,码型中主要分析规则码与非规则码的对比,相对规则码,使用非规则码的译码算法性能更优,但是其实现比较困难,没有规则码复杂度低。对于环长来说,无环长时要比有环的性能更加优良,短环比长环更影响译码性能。在分析迭代次数时,介绍了迭代器,然后分析了在同种码型仿真下不同迭代次数对译码性能的影响。仿真数据表明,当迭代次数越高时,译码的误码率越低,但是当迭代次数达到一定程度时,再次增加迭代次数并不能加强译码性能,所以选择合适的迭代次数是可以增强译码性能,也能避免不必要的计算。2.对现有的译码算法进行了简单介绍,然后研究了三种改进译码算法的方法,主要有组合改进、混合改进及可靠性改进。组合改进的方法主要是针对有限几何的低密度奇偶验证码进行改进的译码算法,通过对现有的译码算法组合改进,能够在译码过程中使两种译码方式互相补充,这样能让译码性能得到提升,同时也大大的减少译码时间,关键是能避免死循环的产生。混合改进主要是针对规则码译码,然后在组合改进的基础上提出主算法和辅助算法,通过对两算法优先规则的设定来实现性能提升。可靠性改进是在译码过程时,通过动态确定信息节点的可靠性,由此实时定位并纠正错误信息节点来提升译码算法性能。3.本文改进点是以平均幅度为信息节点的加权比特翻转(Average Magnitude based WBF,AMWBF)算法和可靠性比率加权比特翻转(Reliability ratio weighted bit flip,RRWBF)算法组合改进而成的快速联合加权比特翻转译码算法,仿真数据表明改进后的译码算法误码率性能比单一译码算法提升了0.2dB~0.7dB,需要的迭代次数少了6~11,而且也避免了单一译码算法可能产生的死循环现象。


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