一种基于动态索引的LDPC卷积码译码器.doc

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1、一种基于动态索引的LDPC卷积码译码器【摘要】本文利用滑窗译码算法的特点，针对随机LDPC卷积码设计了一种基于周期动态索引的译码器。这种译码器通过借助内嵌函数，将其中的部分模块合为一体，具有结构简单、运算效率高、通用性和可移植性强的特点。仿真实验表明该方案可以取得良好的纠错性能。【关键词】LDPC卷积码；周期动态索引；滑窗译码中图分类号：TN911.22文献标识码：AADecoderforLDPCConvolutionalCodesBasedonDynamicIndexPENGWan-quan,WUXiao-

2、bing(CollegeofElectricalEngineering,ChongqingVocationalInstituteofEngineering,Chongqing,China;)【Abstract】Inthispaper,byusingthecharacteristicsoftheslidingwindowdecodingalgorithm,anewdecoderbasedonperiodicdynamicindexisdesignedforLDPCConvolutionalCodes.Bymea

3、nsoftheembeddedfunction,thesomemoduleofthedecoderisintegratedintoawhole.Therefore,ithasthecharacteristicsofsimplestructure,highoperationefficiency,highuniversalityandportability.Simulationresultsshowthattheproposedschemecanachievegooderrorcorrectionperforma

4、nce.【Keywords】LDPCconvolutionalcode;periodicdynamicindex;slidingwindoweddecoding1引言LDPC卷积码[1]是一种由半无限长稀疏校验矩阵定义的纠错码类，因其记忆特性，使得和LDPC分组码相比具有更高的性价比。文献[2]采用窗译码算法实现了大约束度LDPC卷积码的译码；文献[3]提出一种准随机LDPC卷积码，并对窗译码算法进行改进，提出了一种窗扇尺寸固定、滑动步长可选的窗译码算法，进一步提高了译码效率；文献[4]采用矩阵建模的方式，完

5、成了传统卷积码的译码器设计。本文承袭矩阵建模方式，在准随机LDPC卷积码的窗译码中，充分利用窗译码算法的运行特点，通过编写内嵌函数，设计了一种基于周期动态索引的窗译码器。仿真实验验证了该方案的可行性。2改进的窗译码器设计为了实现窗译码，首先截取准随机LDPC卷积码的有限个时间点的接收软信息：（1）其中wf远大于卷积码的周期，t=0~wf-1。文献[3]对传统LDPC卷积码的译码算法进行改进，提出一种窗扇尺寸固定、滑动步长可选的窗译码算法，并以“符号-最小值”系数修正算法[3]完成窗译码中变量节点rj(τ)的更

6、新。本文译码器的模型如图1所示。由“符号-最小值”系数修正算法可知，对于式（1）中的2wf位接收软信息，须分别计算和保存变量节点r1(0)~r1(2wf-1)、r2(0)~r2(2wf-1)、r3(0)~r3(2wf-1)，为方便起见，这里将其合并为如下矩阵：（2）以便存入到图1的矩阵寄存器中去。文献[3]指出，每一轮迭代，需分别对n扇窗口的变量节点进行更新，这些变量节点即为式（2）中的n个子矩阵:（3）其中Δ为滑动步长，i=0~n-1。迭代运算需明确式（3）中参数τ'所在校验式其余5个变量节点的位置，可根据

7、式（1）获得与式（3）对应的τ'的索引矩阵（4）其中各元素均为5×1矢量。与编码器相同，译码器也可事先编程获取一个周期内的索引，仿真时周而复始调用即可。迭代运算模块根据式（2）和（4），按i=0~n-1逐一完成式（3）的更新。迭代模块在完成一轮迭代运算的同时，还需计算，以得到最终的译码输出。下一时刻，译码器删除式（2）最后两列，并与新的接收软信息r(0)r(1)进行复接，得到新的矩阵，以便进行新一轮的迭代运算。图1基于周期动态索引的窗译码器3仿真分析本文仿真基于BPSK调制方式及高斯信道，借助Matlab仿真

8、平台进行建模，数值计算采用双精度数据类型。为了降低模型复杂度，通过编写内嵌函数的方式，在译码器中将周期动态索引模块和迭代运算模块合并。图2误比特率与信噪比关系曲线为了验证本文所设计的译码器的正确性，这里选取了l=47,95,191,383,767,1535等六种编码约束度的准随机LDPC卷积码进行误码性能仿真测试。且采用与文献[3]完全相同的仿真参数和仿真环境，即：使用的码型、滑动步长Δ、窗口数、信