基于整数可靠度的低复杂度LDPC译码技术研究

摘要

信道编码的一个目标是在保证能耗有效前提下，设计一个译码性能接近Shannon定理限的编译码算法，完成可靠的信息传递。低密度奇偶校验码(LDPC；Low-Density Parity-Check)码的诞生到飞跃发展使人们实现这一目标更进一步。已证实理论及实践成果表明，低密度奇偶校验码和Turbo码是现代编码理论中最实用的两种信道编码技术，它们都具有逼近Shannon理论限的性能。与Turbo码相比，LDPC码具有较低的译码复杂度和译码时延，且能够方便地获得各种实用码率。设计低复杂度、性能优秀的LDPC编译码技术是目前信道编码领域的研究方向之一。
　　 本文对低密度校验码的理论、设计和应用进行了介绍，并对LDPC码的译码算法进行了深入的研究。本文涉及的内容包括LDPC码的构造、基于整数可靠度的低复杂度LDPO译码算法的改进及其在现实应用等。本文的主要的工作和研究内容有：
　　 1)对LDPC码的原理及它的性能特点进行了描述，包括LDPO码的编码、构造，LDPC码的生成矩阵以及校验矩阵及其Tanner图等；
　　 2)对LDPC码的译码算法，特别是基于可靠度的大数逻辑译码算法进行了探讨和对比；
　　 3)描述一种改进的基于可靠度的低复杂度全信息(Full-Message)二元LDPC译码算法，并给出了相应的仿真实验。实验结果显示，所提出的译码算法具有更好的BER性能，所需的存储容量更小，而其增加的复杂度基本可以忽略。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 LDPC码的研究背景

1.2 LDPC码的发展史及研究现状

1.2.1 LDPC码的诞生

1.2.2 LDPC的码兴起和发展过程

1.2.3 LDPC码和Turbo码相比较的优势性

1.2.4 本文的选题背景简介

1.2.5 本文的主要工作安排

1.3 本章小结

第二章 LDPC码基本原理

2.1 LDPC码的定义与特点

2.1.1 LDPC码的定义

2.1.2 LDPC码的特点

2.2 正则与非正则LDPC码

2.3 LDPC码的伴随式译码

2.4 Tanner图的研究和发展

2.5 LDPC码的设计方法

2.6 本章小结

第三章 LDPC码构造以及译码算法研究

3.1 LDPC码的构造与编码

3.1.1 随机构造法

3.1.2 代数结构化构造法

3.2 LDPC码的译码类型

3.2.1 硬判决译码算法

3.2.2 软判决译码算法

3.2.3 基于可靠度(Reliability-based)的译码算法

3.3 几个经典的LDPC码译码算法

3.3.1 大数逻辑译码算法

3.3.2 SPA算法

3.3.3 基于可靠度的迭代大数逻辑LDPC译码算法

3.3.4 改进的基于整数可靠度迭代大数逻辑LDPC译码算法

3.4 本章小结

第四章 基于整数可靠度的全信息LDPC译码技术设计

4.1 设计系统模型

4.2 算法原理分析及其算法译码方案

4.2.1 译码方案的优势和创新点

4.3 实验流程描述

4.4 实验仿真结果和数据分析

4.4.1 实验算法介绍

4.4.2 实验仿真结果

4.4.3 LDPC码在无线传感器网络(WSN)中的应用

4.5 本章小结

第五章 结束语

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文情况