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时间:2019-03-10
《探索低密度奇偶校验码构造、并行级联与译码器设计的研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、北京交通大学博士学位论文低密度奇偶校验码构造、并行级联与译码器设计的研究姓名:熊磊申请学位级别:博士专业:交通信息工程及控制指导教师:谈振辉20070601中文摘要摘要:低密度奇偶校验(Low.densityParity.check,LDPC)码是一种具有逼近Shannon限性能的优秀纠错编码,在无线通信、卫星通信、数字广播和磁盘存储等诸多领域得到了广泛地应用。本论文探讨了LDPC码在后3代(B3G)移动通信系统和基于通信的列车控制(CBTC)系统中的应用,针对B3G和CBTC系统在差错平底、编译码复
2、杂度及硬件复杂度等方面提出的要求,对LDPC码的构造、并行级联与译码器设计进行了研究。第三章提出了两种低差错平底LDPC码构造法,即基于环多项式的渐进边增长(PEGP)构造法和基于加权环多项式的渐进边增长(PEGwP)构造法。PEGP构造法不仅实现了较大的围长,而且减少了短环的数量;PEGWP构造法还尽可能地避免短环通过节点度较低的比特节点。仿真结果表明,PEGP和PEGwP构造法明显地改善了码字的性能,降低了差错平底。第四章提出了快速编码LDPC码的构造方法,直接构造具有近似下三角校验矩阵的LDPC
3、码。该码不仅具有线性编码复杂度,且编码前无需进行行列重排,而译码性能则几乎没有恶化。第五章提出了一种新的级联码一一并行交织级联LDPC(PIC—LDPC)码。PIC.LDPC码将长码字的译码分解为若干个短码字的译码,利用交织器实现了各短码字之间的信息交换,以较低的译码复杂度和存储器占用,实现了较好的性能。第六章对LDPC和PIC.LDPC译码器的设计进行了研究。针对串行结构译码器译码速度较低的不足,提出了两种改进的译码时序设计方案,即基于更新群的时序设计方案和基于分散式校验的时序设计方案。两种改进设计
4、方案不仅大幅度地提高了译码速度,而且改善了译码性能,使得采用低成本FPGA芯片实现中、高速译码成为现实。关键词:低密度奇偶校验码、环、线性编码复杂度、缴联玛、现场可编程门阵列分类号:TN929.5ABSTRACTLow—densityparity·check(LDPC)codesareexcellenterror-correctingcodes、vithperformanceclosetotheShannonIimit,widelyappliedinmanyfields.suchaSwirelessc
5、ommunication,satellitecommunication,digitalbroadcastingandmagneticrecorders,ThisdissertationexplorestheapplicationsofLDPCcodesinbeyond3G(B3G)systemsandcommunicationsbasedtraincontrol(CBTC)system.Toaddresschallengesoferrorfloors,encodinganddecodingcomple
6、xityandhardwarecomplexitNtheconstruction,parallelconcatenatiOnanddecoderdesignofLDPCCOdesareinvestigated.Chapter3presentstwoconstructionmethodsofLDPCcodeswithIOWerrorfloors,calledprogressiveedge—growthconstructionbasedonpolynomialofcycle(PEGP)andprogres
7、siveedge—growthconstructionbasedonweighedpolynomialofcycle(PEGWP).Withtheaidofpolynomialofcycle,PEGPconstructionmaximizesthegirthandml‘nimizesthenumberofshortcycles.Besides.PEGWPconstructionavoidsshortcyclespassingthroughvariablenodeswithlowdegree.Simul
8、ationresultsshowthatPEGPandPEGWPconstructionsimprovetheperformanceandlowererrorfloorsofLDPCcodessignificantly.Inchapter4,ahovelconstructionmethodforLDPCcodeswithfastencodingiSproposed.Anapproximatelowertriangularcheckmatrixiscons
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