基于概率計算的LDPC碼譯碼算法研究
發(fā)布時間:2021-01-31 06:16
LDPC(Low-density parity-check)碼是一個性能可以逼近香農(nóng)限的好碼,可以進(jìn)行并行譯碼,很多標(biāo)準(zhǔn)都使用了LDPC碼作為其信道編碼部分的標(biāo)準(zhǔn),例如:IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.11(WiFi)和5G等。LDPC碼的譯碼算法主要有BP(belief-propagation)算法和LLR(Likelihood Rate)BP算法,這兩種算法的復(fù)雜度過高,不能實際應(yīng)用。為了簡化實現(xiàn)的復(fù)雜度,更簡單的Min-Sum算法被提出,在工程實踐中得到廣泛使用。對于需要高速率的無線和有線網(wǎng)絡(luò),需要超高譯碼速度的譯碼器;Min-Sum譯碼算法的譯碼器不能全并行實現(xiàn),因此譯碼速度不能進(jìn)一步的提高。為了解決這個問題,基于概率計算的方法被應(yīng)用到了LDPC碼的譯碼中。概率計算的方法把實際的概率數(shù)值表征成‘0’,‘1’伯努利比特序列,這樣基于概率計算的LDPC碼譯碼器處理和傳遞的都是1比特的數(shù)據(jù),且可以使用簡單的邏輯門電路實現(xiàn)相關(guān)計算;因此可以全并行實現(xiàn),從而大幅度提高譯碼的吞吐率。在現(xiàn)有基于概率計算的LDPC碼譯碼算法中,都是基于度6的變量節(jié)點設(shè)計的,其中基于MT...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 項目背景和研究概述
1.2 論文的組織結(jié)構(gòu)和安排
第二章 LDPC碼概述和經(jīng)典譯碼算法
2.1 LDPC碼表示
2.1.1 LDPC碼的矩陣表示
2.1.2 LDPC碼的Tanner圖表示
2.1.3 QC-LDPC碼簡介
2.2 LDPC碼的經(jīng)典譯碼算法
2.3 硬判決譯碼算法
2.3.1 比特翻轉(zhuǎn)算法
2.4 LDPC碼軟判決譯碼算法
2.4.1 概率BP算法
2.4.2 LLR BP算法
2.4.3 Min-Sum算法
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于概率計算的LDPC碼譯碼算法
3.1 概率計算基礎(chǔ)
3.2 概率計算實現(xiàn)的基本模塊單元介紹
3.3 概率LDPC譯碼算法整體結(jié)構(gòu)
3.3.1 前向轉(zhuǎn)換部分
3.3.2 校驗節(jié)點算法和結(jié)構(gòu)
3.3.3 變量節(jié)點算法和結(jié)構(gòu)
3.3.4 譯碼停止
3.4 概率計算結(jié)構(gòu)存在的問題
3.5 基于邊寄存器的方法
3.5.1 基于移位寄存器的方法
3.5.2 TFM方法
3.5.3 MTFM方法
3.5.4 SWM方法簡介
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于概率計算的LDPC碼譯碼算法改進(jìn)
4.1 基于L2S和選擇器鏈的概率比特流產(chǎn)生方法
4.1.1 L2S方法
4.1.2 選擇器鏈結(jié)構(gòu)
4.2 基于比特翻轉(zhuǎn)的重隨機模塊初始化
4.2.1 基于比特翻轉(zhuǎn)的后處理
4.2.2 重隨機模塊初始化
4.2.3 基于比特翻轉(zhuǎn)的重隨機模塊初始化
4.3 基于加減計數(shù)器的變量節(jié)點模塊
4.3.1 基于飽和加減計數(shù)器的重隨機結(jié)構(gòu)
4.3.2 基于加減計數(shù)器的度3 變量節(jié)點結(jié)構(gòu)
4.4 基于2選1 選擇器的比較器設(shè)計
4.5 基于可選擇邊信息的度4變量節(jié)點
4.6 性能分析
4.7 本章小結(jié)
第五章 基于概率計算的LDPC碼譯碼器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
5.1.1 前向轉(zhuǎn)換模塊
5.2 迭代譯碼主模塊
5.2.1 隨機數(shù)產(chǎn)生模塊結(jié)構(gòu)
5.2.2 變量節(jié)點結(jié)構(gòu)
5.2.3 校驗節(jié)點結(jié)構(gòu)
5.2.4 比特翻轉(zhuǎn)模塊結(jié)構(gòu)
5.2.5 譯碼結(jié)果校驗?zāi)K結(jié)構(gòu)
5.3 資源消耗和性能
5.4 基于概率計算的LDPC碼譯碼器設(shè)計思路
5.5 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 下一步的研究工作
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
本文編號:3010353
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 項目背景和研究概述
1.2 論文的組織結(jié)構(gòu)和安排
第二章 LDPC碼概述和經(jīng)典譯碼算法
2.1 LDPC碼表示
2.1.1 LDPC碼的矩陣表示
2.1.2 LDPC碼的Tanner圖表示
2.1.3 QC-LDPC碼簡介
2.2 LDPC碼的經(jīng)典譯碼算法
2.3 硬判決譯碼算法
2.3.1 比特翻轉(zhuǎn)算法
2.4 LDPC碼軟判決譯碼算法
2.4.1 概率BP算法
2.4.2 LLR BP算法
2.4.3 Min-Sum算法
2.5 本章小結(jié)
第三章 基于概率計算的LDPC碼譯碼算法
3.1 概率計算基礎(chǔ)
3.2 概率計算實現(xiàn)的基本模塊單元介紹
3.3 概率LDPC譯碼算法整體結(jié)構(gòu)
3.3.1 前向轉(zhuǎn)換部分
3.3.2 校驗節(jié)點算法和結(jié)構(gòu)
3.3.3 變量節(jié)點算法和結(jié)構(gòu)
3.3.4 譯碼停止
3.4 概率計算結(jié)構(gòu)存在的問題
3.5 基于邊寄存器的方法
3.5.1 基于移位寄存器的方法
3.5.2 TFM方法
3.5.3 MTFM方法
3.5.4 SWM方法簡介
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于概率計算的LDPC碼譯碼算法改進(jìn)
4.1 基于L2S和選擇器鏈的概率比特流產(chǎn)生方法
4.1.1 L2S方法
4.1.2 選擇器鏈結(jié)構(gòu)
4.2 基于比特翻轉(zhuǎn)的重隨機模塊初始化
4.2.1 基于比特翻轉(zhuǎn)的后處理
4.2.2 重隨機模塊初始化
4.2.3 基于比特翻轉(zhuǎn)的重隨機模塊初始化
4.3 基于加減計數(shù)器的變量節(jié)點模塊
4.3.1 基于飽和加減計數(shù)器的重隨機結(jié)構(gòu)
4.3.2 基于加減計數(shù)器的度3 變量節(jié)點結(jié)構(gòu)
4.4 基于2選1 選擇器的比較器設(shè)計
4.5 基于可選擇邊信息的度4變量節(jié)點
4.6 性能分析
4.7 本章小結(jié)
第五章 基于概率計算的LDPC碼譯碼器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
5.1.1 前向轉(zhuǎn)換模塊
5.2 迭代譯碼主模塊
5.2.1 隨機數(shù)產(chǎn)生模塊結(jié)構(gòu)
5.2.2 變量節(jié)點結(jié)構(gòu)
5.2.3 校驗節(jié)點結(jié)構(gòu)
5.2.4 比特翻轉(zhuǎn)模塊結(jié)構(gòu)
5.2.5 譯碼結(jié)果校驗?zāi)K結(jié)構(gòu)
5.3 資源消耗和性能
5.4 基于概率計算的LDPC碼譯碼器設(shè)計思路
5.5 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 下一步的研究工作
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
本文編號:3010353
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