碼率自適應原模圖LDPC碼的設計.pdf

1、低密度奇偶校驗(Low Density Parity Check，LDPC)碼以其擁有接近Shannon限的性能、低的錯誤地板和線性譯碼復雜度，對糾錯編碼領(lǐng)域產(chǎn)生了重要的影響。然而，較高的編碼復雜度嚴重制約著LDPC碼的發(fā)展。為了解決該問題，2003年，JPL(Jet Propulsion Laboratory)實驗室提出了一類結(jié)構(gòu)型的LDPC碼——原模圖LDPC碼。保留傳統(tǒng)LDPC碼的優(yōu)秀性能外，它還兼有編碼簡單快速、易于硬件實現(xiàn)的特

2、點。隨著現(xiàn)代通信業(yè)務的增多、傳輸速率多樣性的增長，糾錯編碼必須能夠根據(jù)信道條件自適應地變化碼率。面對這一新需求及原模圖LDPC碼的優(yōu)勢，實現(xiàn)其碼率自適應功能有重大意義。
　　 本文針對一種性能優(yōu)秀、錯誤地板極低的原模圖LDPC碼----AR4JA碼，提出幾種碼率自適應方法，構(gòu)造一組碼率自適應AR4JA(Rate-Compatible AR4JA，RC-AR4JA)碼。在具體操作時，選取碼率為1/2的AR4JA碼作為母碼，結(jié)合刪余

3、和擴展兩種方法共同實現(xiàn)其碼率自適應。主要的研究工作及成果如下：⑴針對AR4JA碼結(jié)構(gòu)的特點，提出一種新穎的“逐節(jié)點刪余”算法。該算法借鑒“分組揀選”算法中刪余變量節(jié)點恢復級別的定義，通過研究恢復級別對刪余碼型性能的影響，設計了三個準則。經(jīng)過層層篩選，依次刪余滿足條件的冗余變量節(jié)點，實現(xiàn)碼率由0.5～0.8靈活變化的RC-AR4JA碼。⑵分析一種現(xiàn)有RC-AR4JA碼的擴展方法，并在此基礎上進行優(yōu)化，并命名為“混合擴展”方法。通過對新增節(jié)

4、點和母碼節(jié)點復制數(shù)目的不等化處理，構(gòu)造一組碼率在0.5～0.25之間任意變化、簡單可行的AR4JA碼，克服了現(xiàn)有RC-AR4JA碼碼率變化不靈活的缺點。⑶考慮到“混合擴展”理論分析較難的局限，本文采用一種原模圖擴展的方法。通過控制添加節(jié)點數(shù)目及邊的連接關(guān)系，構(gòu)造了一組碼率為2/5、2/6、2/7……的AR4JA碼。該方法保留了AR4JA碼結(jié)構(gòu)型的特性，便于理論上分析碼型的性能。較現(xiàn)有RC-AR4JA碼的優(yōu)勢在于，所得碼率數(shù)目更豐富、譯碼