LDPC码迭代译码算法的研究

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1、西安电子科技大学硕士学位论文LDPC码迭代译码算法的研究姓名：孙冰申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：张辉20090101摘要摘要低密度奇偶校验(LDPC)码是一类可以提供逼近香农容量限的线性分组码，具有较好的误码性能和较低的错误平层等诸多优点，码长较长时，甚至可以提供超过Turbo码的误码性能。由于Turbo码的发明以及LDPC码的重新发现，迭代译码这种技术受到了越来越多的关注。对于LDPC码而言，尽管优化的译码器可以提供很好的误码性能，但是由于其编译码算法的复杂度较高，在一定程度上限制了它在下一代数字通信和存储系统的大规模应用。本文在回顾了信道编

2、码的基本知识和发展历史之后，详尽地介绍了LDPC码的定义及其图模型表达，并且分析了现有的LDPC码的构造方法。接下来，本文详细阐述了比特翻转(BF)类译码以及置信传播(BP)类译码这两大类不同的译码算法前者可以实现非常低的译码复杂度，而后者可以达到最优化的误码性能。具体介绍了包括比特翻转(BF)，加权比特翻转(WBF)，改善的加权比特翻转(m忸F)，经典和积算法，对数域的和积算法等若干种当前比较被广泛接受的译码算法并给出了我们的仿真实验结果。最后，本文介绍了MIWBF、RRWBF、MMS、FMS和OMS等较新的译码算法，然后在前人的基础上，提出了PIWBF、FB

3、F和LMMS等改进的LDPC迭代译码算法，并且通过仿真实验说明了这些算法在实际译码应用中可以带来优点。关键词：低密度奇偶校验码迭代译码比特翻转算法置信传播算法AbsmsctAbstractLOw-densityparity-check(LDPC)codesisaclassoflinearblockcodewhichcouldprovidenearShannon—Limitperformanceaswellaslowerror-floor．ForsomelongLDPCcodes，theirperformancesareevenbetterthentheTurbo

4、code．IterativedecodingtechniqueshavebeenreceivingmoreandmoreattentionswiththeinventionofturbocodesandtherediscoveryofLDPCcodes．AlthoughtheoptimumdecodingalgorithmscouldprovideverygoodperformanceforLDPCcodes，complicatedoperationsareinvolvedintheoptimumdecoding，andprohibitthewideapplic

5、ationsofLDPCcodesinthenextgenerationdigitalcommunicationandstoragesystem．Inthispaper,wereviewedthefundamentalknowledgeandrisinghistoryofthechannelcoding．WedescriptthecharacterizationofLDPCcode，showedhowtoexpressitasaTannerGraphanddiscussedhowtomakeagoodLDPCcodefrommanyaspects．Then，we

6、expoundedtwofamiliesofiterativedecodingalgorithmforLDPCcodes，oneisbit—flippingalgorithmwhichenablesverylowcomplexityindecoding，theotherisbeliefpropagationalgorithmwhichcouldreachverygoodperformance．WeconcretelyintroducedBF,WBF,IWBF,SPA，Log-SPAandanalyzedthembysimulatingtheirperforman

7、ce．Atlast，weintroducedseverallatelyandbetterwayofLDPCdecodingalgorithmsincludingMIWBF,RRWBF,MMS，FMS，OMS，andproposedseveralnewalgorithmslikePIWBF,FBFandLMMS，whichcouldenablelessiterationorreachhigherperformancewhilestillkeeplowcomplexity．Keyword：LDPClterativedecodingBit—flippingBelief

8、Propagation西