現(xiàn)如今,無線通信系統(tǒng)的發(fā)展越來越快,需要更加先進的糾錯編碼技術(shù)來提高傳輸過程的可靠性。LDPC碼(Low-Density Parity-Check Codes,LDPC)和極化碼(Polar Codes)這兩個編碼方案在5G(5~(th)-Generation)增強移動寬帶場景(eMBB)下的信道編碼方案的選擇中,被國際移動通信標準化組織3GPP選為數(shù)據(jù)信道和控制信道的編碼方案。LDPC碼是一種分組糾錯碼,具有能夠逼近Shannon極限的性能。由于其優(yōu)越的性能,LDPC碼被各大通信標準所采納,包括WIMAX(也稱為802.16)(Worldwide Interoperability for Microwave Access)以及DTMB(Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting)等。極化碼則是在2008年Erdal Arikan教授提出以來,受到了廣泛的關(guān)注與研究,它是現(xiàn)今唯一被理論證明可以達到Shannon極限,并且具有可應用的線性復雜度的編碼。首先,本文研究并分析了LDPC碼和極化碼的基本理論內(nèi)容,包括了常用的譯碼算法,及各個譯碼算法的性能和彼此的優(yōu)勢劣勢。其次,本文研究分析了密度進化理論,并在此基礎(chǔ)上重新分析計算了BP(Belief Propagation)算法以及最小和算法(Min Sum,MS)的概率信息密度,提出了一種名為DE(Density Evolution)Offset Min Sum的LDPC碼的改進偏移最小和算法。這種算法利用密度進化理論分別計算BP算法和MS算法中校驗節(jié)點傳向變量節(jié)點(Check nodes to Variable nodes,C2V)的概率質(zhì)量函數(shù)(Probability Mass Function,PMF),并基于此計算出偏移因子數(shù)組_(8)),最后再結(jié)合偏移因子數(shù)組分布計算出最終的偏移因子。仿真結(jié)果說明,本文提出的改進偏移最小和算法相較于經(jīng)典的偏移最小和算法的譯碼性能上有0.2dB左右的增益。除此之外,對比相關(guān)文獻中提出的與BP譯碼性能非常接近的LMMSE(Linear Minimum Mean Square Error)Min Sum算法,本文提出的改進偏移最小和算法在能夠獲得相似譯碼性能的同時,節(jié)省了大約28.29%的邏輯元器件和大約34.33%的存儲位。最后,本文研究分析了基于LDPC碼和極化碼的級聯(lián)系統(tǒng),針對LDPC碼編碼復雜度較高、硬件資源需求較大以及存在錯誤平層的缺點,結(jié)合極化碼提出了一種實用有效的級聯(lián)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是以極化碼作為外碼,以LDPC碼作為內(nèi)碼,使其綜合極化碼和LDPC碼彼此的優(yōu)勢,仿真表明在誤碼率10~(-3)量級上相比WIMAX標準下LDPC碼,信噪比可以取得0.15dB的性能提升。誤幀率在3dB信噪比下可以有兩個數(shù)量級的提升。
【學位單位】：中國計量大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN911.22
【部分圖文】：

中國計量大學碩士學位論文及意義速發(fā)展的信息化時代和智能化時代，身邊充斥著等各類智能交互電子設備。這些設備不僅豐富了了距離的隔閡，讓信息的傳遞更加實時緊密。隨高，科技產(chǎn)品也需要更快更頻繁的更新?lián)Q代，因提出了更高的標準。圖 1.1 描述的是如今數(shù)字通

也存在校驗矩陣 H 每一行并不是線性無關(guān)的情況 ζ 。表示法 LDPC 碼的方法就是利用雙向的圖模型去表示是 Tanner 圖，Tanner 圖可以很好的描述 LDPC可以看出 Tanner 圖的幾個基本組成部分，一個是點）、一個是校驗節(jié)點 以及連在兩種類型節(jié)點度是 × 的 LDPC 碼，當用 Tanner 圖去表示 ) 集合表示的是矩陣列向量的集合，表示矩陣行向量的集合，如果校驗矩陣 H 中第 應的用 Tanner 圖表示時，需要在校驗節(jié)點 和兩個節(jié)點之間傳送信息的邊。圖 2.1 描述的 Ta中校驗矩陣 H 對應的 LDPC 碼。

ζ = ζ 。2.1.1 節(jié)例子中的校驗矩陣用度數(shù)分布可以表示為 ( ) = ， ( ) = 。另一類是非規(guī)則 LDPC 碼，與規(guī)則 LDPC 碼相對應，非規(guī)則 LDPC 碼各行各列的非零元素則存在不相同的情況。公式（2-8）描述了一個非規(guī)則 LDPC 碼的校驗矩陣的度數(shù)分布，公式（2-9）為其對應的校驗矩陣，圖 2.2 則對應為它的 Tanner 圖。 ( ) = ( ) = （2 - 8） = （2 - 9）
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本文編號：2885019