毕业开题答辩PPT

➢LLR-FFT-BP译码算法思路
多进制BP算法中每个校验节 点的更新复杂度都与q成指数关 系，当q值很大时，整个译码过 程所完成的计算量很大。
基于快速傅里叶变(FFT)BP 算法复杂度减小为O(qlogq),虽 然一定程度降低了复杂度，但 算法中乘法次数仍然很多，不 利于硬件实现；
引入到对数域设计后，乘法 完全被加法取代，可以进一步 提高算法的可行性。
rmt n Pr(
hmi xi 0 | xn t,{xk : k N (m) \ n})
q xk ' mi '
iN (m)
i 'N (m)\n
❖ 多进制LDPC码的译码算法
上式可以改写为：
rmtn (
hmi xi 0)
q xk ' mi '
xn t iN (m)
i 'N (m)\n
完成内容 查找文献，完成相关理论研究 深入学习研究已定课题中的算法和相关内容 进行开题报告的撰写并进行开题答辩 进行算法研究中，用计算机进行仿真试验 总结计算机仿真结果，撰写毕业论文 整理论文，申请答辩 修改论文格式并提交 准备毕业论文答辩
谢谢老师！
➢2009 年，Norifumi Kamiya 提出了与循环最大距离可分码相关的有效系统二进制编码方 法，这种编码方法的实现采用的是循环码的多项式乘除法电路。
➢2010 年，X.H.Shen 提出了一种改进的 EMS 算法，在损失极小性能的前提下大大提高 了译码速度。
➢2011年Chao-Yu Chen 等提出了 ISRB-MLGD 和 IHRB-MLGD 两种低复杂度的基于可靠 性的信息传递译码算法。
预期成果：完成多进制LDPC编译码的系统算法研究并对其性能 进行分析。基于改进PEG算法的准循环扩展构造方法找出多进制 LDPC码的最佳构造并对其进行编码。译码方面基于目前比较成熟 的改进EMS译码算法和频域的傅立叶变换，将二者的优势结合找出 复杂度低性能好的译码方法。
对算法进行全面的仿真分析，保证算法的实用性，在研究过程 中，发表1至2篇高水平论文，并完成多进制LDPC编译码算法研究 的硕士论文。
❖ 现存问题预期研究成果
存在问题：构造方面对多进制LDPC码的构造模型需要进一步优 化，多进制的编译码复杂度更大，需要从根本上构造出性能更好 的结构化多进制校验矩阵。
在译码方面的运算量集中在校验节点的信息更新中，如何通过 数学手段找到更简洁的计算步骤是本文要解决的重要问题。联系 实际工程应用的需求，多多进行数学公式的演算和推导，反复进 行复杂度的计算并进行计算机仿真，力求找到整体的最佳解决方 案。
目前针对LDPC码的研究主要集中在以下几个方面： ➢ 非规则LDPC码校验矩阵的度优化 ➢ LDPC码校验矩阵的构造 ➢ 迭代译码性能分析 ➢ 译码算法的优化
❖❖LDLPDCP码C码国国内内外外研研究究现现状状
➢2009年，Li Zhang 课题组对准循环(Quasi-Cyclic，QC)结构的多进制 LDPC 码 做出了卓越贡献，将二进制 QC-LDPC 码方法拓展到了 2 的幂指数伽罗华域中， 从而构成了现在多进制 LDPC 码构造的的重要分支之一.
➢2011 年，Bing Liu 等结合两种混合迭代译码算法提出多进制 LDPC 码有效停止准则， 包括权重符号翻转算法(WSF)和快速傅里叶变换 Q 元求和算法(FFT-QSPA)
➢2012年，Yeong-Luh Ueng等人提出采用基于网格的高效多进制分层译码算法，为了增 加码的吞吐量采用包含前向后向的双向递归算法。
➢2013年，Chao-Cheng Huang等人提出了并行符号反转多进制LDPC译码算法该算法性 能优于大部分现存的基于可靠性置信传播算法算法复杂度小于几乎所有的多进制LDPC迭 代译码。特别适合校验矩阵列重较大时的多进制译码。
❖ 多进制LDPC码的构造算法
码的构造方式直接影响码的纠错性能，而LDPC码的 构造则由其 校验矩阵的构造方式决定。目前多进制LDPC 码构造大部分是基于二进制LDPC码构造来进行研究。
❖ 多进制LDPC码的译码算法
➢改进EMS算法步骤
1.初始化 2.计算变量节点的非法校验值 步骤3中含有大量的乘法运算 3.校验节点更新 4.变量节点更新 5.更新伪后验概率 6.计算接收到的变量节点k的后验概率提供的可靠性信息 7.记录下次迭代过程中不需要更新的变量点k。 8.进行判决。
若结果符合校验条件或者迭代次数到达预设的迭代次数 ,则译码迭代,步骤8结果作为译码输出;否则转步骤2继续迭 代。
❖ 多进制LDPC码的译码算法
➢改进EMS算法思路
EMS译码算法中,每次迭代都 需要每一个符号参与运算，随 着迭代次数的增加,译码效率会 越来越低。
改进EMS算法中用每个变量 节点的非法校验值结合变量节 点的最大伪后验概率来判断变 量节点的可靠性,通过判断准则 让一部分节点提前终止迭代,减 少迭代过程中不必要的校验节 点和变量节点的更新,从而降低 复杂度,提高译码效率。
➢首先采用QCE法构度母矩阵中 度为2和3的变量节点；
➢然后将剩余变量节点通过PEG 法依次添加到扩展以后的校验 矩阵中；
➢最后将构造好的二进制矩阵 拓展到多进制范围内。
准循环扩展(QCE) PEG填充
多进制构造
❖ 多进制LDPC码的构造算法
该算法将构造过程分解，结合准循环扩 展技术和渐进边增长构造方法的优点，既 能满足对度分布的需要，又保证了平均围 长尽可能大的要求，其环结构交叠较少， 提高了LDPC编码的速度和性能。且编码将 可用一组移位寄存器实现，编码复杂度比 随机构造低很多。同时有利于提高译码性 能。将算法拓展到多进制域后纠错能力进 一步提高。
通过定义部分和上式可以改写为：
rmt n
Pr(m(n2) s)qmt1 (n1)
Pr(m(n2) d )qmt2(n1)
a,b:abHmnt s,t1:sH( n1)t1 a
d ,t2:d H( n1)t2 b
rmt n可以表示为对 qmt i (i N(m) \ n)做卷积，因此可以通过FFT变换将卷积
❖ 现存问题预期研究成果
起始时间
2013.09-2013.11
年 2013.11-2013.12 度 2013.12-2014.01 研 究 2014.Байду номын сангаас1-2014.09 计 2014.09-2014.11 划
2014.11-2014.12
2014.12-2014.02
2015.02-2015.03
多进制LDPC码的构造方法
可以分为两大类:
➢随机构造法,即在一定的 规则下由计算机搜索生成 的随机多进制LDPC;
➢结构性构造法,即基于代 数和组合数学构造的结构 性多进制LDPC码。
渐近边增长(PEG)算法 QC-LDPC码构造方法
❖ 多进制LDPC码的构造算法
为提高LDPC码的实用性，本 研究提出了一种基于QCE-PEG 多进制校验矩阵构造方法。
Qt ' mi
计算到这一步时注意到，运算中还包含大量乘法，
iN (m)\n
因此在研究中引入对数域(log)运算，对数域可以将乘法运算转化为加
法运算。这样一来就大量的减少了运算复杂度。
本研究中的译码算法可以概括为Log-FFT改进EMS多 进制译码算法。算法以改进EMS译码为基础，加入FFT 变化和对数域(Log)运算，目的是在误码率可接受范围 内进一步降低译码算法的译码复杂度。
形式转化为求积形式。首先对信息序列进行转置，然后利用蝶形图进行
FFT得到频域序列。则有：
Rt ' mn
Qt ' mi
iN (m)\n
最终得到
rmt n
P1
f
1
(
Rt ' mn
)
其中 P1代表反转置，f 1代表FFT逆变换。这样
就完成了校验节点信息的更新。
❖ 多进制LDPC码的译码算法
Rt ' mn
毕业设计开题答辩
毕设课题：多进制LDPC编译码 算法研究
导 师： 答辩学生：
❖ LDPC码简国内外研究现状
LDPC码是是迄今为止实验中最为接近Shannon极限的信道编 码。 在4G移动通信信道编码中，选用分组Turbo码卷积Turbo码 等纠错能力很强但译码延时较大的信道码作为上行链路数据编 码方案；使用低复杂度、低延时的LDPC码作为下行链路数据编 码方案。