LDPC码的编译码方法研究

LDPC码的编译码方法研究
低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码作为一种逼近香农极限的信道编码,具有描述简单、译码复杂度低、可以并行实现、错误平台低等优点,成为近年来无线通信中信道编码领域的研究热点之一。

本文主要研究LDPC
码校验矩阵的构造方法、环数判定算法,及编译码算法,主要工作如下:一、提出了一种新颖的LDPC码校验矩阵构造方法。

在QC-LDPC码的基础上,基于AP数列,提出了一种新的具有准循环结构的LDPC码的构造方法,使用该方法可以构造围长至少为6,也即不含“4-环”的
QC-LDPC码。

分析表明该码编码简单、在使用LLR-BP译码算法条件下BER优于
同类QC-LDPC码。

二、提出了一种改进的LDPC码环数判定算法。

研究了 LDPC码校验矩阵中
不同环长的短环的各种形状及传统的环数检测算法,基于图论中的SPFA算法提
出了一种改进的低复杂度环数判定方法。

该方法不需要像传统的环分析检测法那样依次检测不同环长的环数量,而是通过一次检测得到所有环的环数,改进算法复杂度比后者下降了将近2个数量级。

三、提出了一种改进的LDPC码解码算法。

研究推导了 BP、LLR-BP以及Min-Sum译码算法的过程,然后比较了 LLR-BP 和Min-Sum推导过程中的根本差异,针对差异的来源,结合这两种算法提出了一
种译码改进算法。

改进算法在译码过程中通过动态选择对LLR-BP和Min-Sum两种译码算法的优点进行了平衡,使得译码性能和复杂度可以在这两种译码算法中达到折中。

四、提出了一种改进的LDPC码编码方案。

着重研究了 IEEE802.16e标准中
使用的LDPC码的构造及编码方案,在串行和并行的两种编码方法基础上,针对标准中使用的LDPC码提出了一种双向递归编码方案。

通过和高斯消元算法、LU算法、Efficient算法的复杂度分析,表明新方法复杂度低、硬件实现中运算更为简单。