任意大圍長多碼率LDPC碼的構(gòu)造算法研究與設(shè)計

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1、學(xué)校代碼：10255學(xué)號：2151115任意大圍長多碼率LDPC碼的構(gòu)造算法研究與設(shè)計RESEARCHANDDESIGNONCONSTRUCTIONALGORITHMFORMULTIPLE-RATELDPCCODESWITHARBITRARYLARGEGIRTH學(xué)科專業(yè)：信息與通信工程論文作者：李佳玲指導(dǎo)老師：陳雯答辯日期：2018.1.18東華大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：我恪守學(xué)術(shù)道德，崇尚嚴謹學(xué)風。所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已明確注明和引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品及成果的內(nèi)容。論文為

2、本人親自撰寫，我對所寫的內(nèi)容負責，并完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。東華大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書任意大圍長的多碼率LDPC碼的構(gòu)造算法研究與設(shè)計任意大圍長的多碼率LDPC碼的構(gòu)造算法研究與設(shè)計摘要低密度奇偶校驗碼（Low-DensityParity-CheckCodes，簡稱LDPC碼）是一種非常先進的信道編碼技術(shù)，因其糾錯性能逼近香農(nóng)限，以及具有譯碼復(fù)雜度低、可并行譯碼以及譯碼錯誤可檢測等特性，成為了信道編碼理論界新的熱門研究。準循環(huán)低密度奇偶校驗碼（Quasi-CyclicLow-DensityParity-CheckCodes，簡稱QC-LDPC碼）是LDPC碼的一個

3、重要子類，它的校驗矩陣具有準循環(huán)結(jié)構(gòu)，該特征使得LDPC碼的編譯碼復(fù)雜度可以變得更低。LDPC碼的研究目前主要在于分析譯碼算法的性能、改進及提出新的編碼方法、優(yōu)化碼的構(gòu)造算法等，LDPC碼方面的研究在研究人員的努力下取得了許多進展，但是依然有很多問題需要進行進一步的研究。比如在構(gòu)造LDPC碼的校驗矩陣方面，盡管在最優(yōu)LDPC碼的構(gòu)造方法上有了些許進展，但仍未找到方法來系統(tǒng)地構(gòu)造性能優(yōu)異的LDPC碼，尤其是在有限的碼字長度，以及特定碼率值下，構(gòu)造性能優(yōu)異的LDPC碼是有一定難度的。本論文系統(tǒng)地分析和總結(jié)了LDPC碼基于圖模型的編譯碼思想，結(jié)合圖論原理研究了大圍長LDPC碼的校驗矩陣構(gòu)

4、造方法，并進一步I任意大圍長的多碼率LDPC碼的構(gòu)造算法研究與設(shè)計設(shè)計了具有任意大圍長的多碼率LDPC碼的構(gòu)造算法，本論文的主要創(chuàng)新點如下：1）基于圖論中一種名為“(?+1,8)?摩爾圖”的二部圖，構(gòu)造一種圍長大于等于8的準循環(huán)LDPC碼的校驗矩陣，通過列分解方法優(yōu)化準循環(huán)LDPC碼的奇偶校驗矩陣。構(gòu)造出該算法下的奇偶校驗矩陣后，通過優(yōu)化方法得到碼率不同，碼長不同的QC-LDPC碼。采用對數(shù)域譯碼算法后，將譯碼性能與802.16e標準的碼以及其他權(quán)威論文提出的LDPC碼的性能相比，仿真結(jié)果表明，在加性高斯白噪聲信道下，基于摩爾圖構(gòu)造的LDPC碼的性能，在經(jīng)過優(yōu)化方法改進后，性能比兩

5、篇參考文獻中的碼的性能都要好。2）提出一種新的基于圖論的任意大圍長LDPC碼的構(gòu)造方法，并且結(jié)合計算LDPC碼的圍長的算法，證實了基于該方法設(shè)計的LDPC碼的圍長與理論值是符合的。通過分析所提出的LDPC碼的校驗矩陣結(jié)構(gòu)，進一步證實基于新構(gòu)造方法的LDPC碼的校驗矩陣具有準循環(huán)結(jié)構(gòu)，并且基于新的譯碼算法，提出解決該LDPC碼的Tanner圖出現(xiàn)不連接情況時的方法。最后通過仿真實驗結(jié)果分析該LDPC碼的性能，實驗結(jié)果表明，在加性高斯白噪聲信道下，新LDPC碼的性能優(yōu)于其他論文已經(jīng)提出的，同等條件下的其它LDPC碼。3）結(jié)合矩陣拼接的概念，從理論上解決了所提出的新LDPC碼的不連接問題

6、，并結(jié)合多邊譯碼器解決了拼接后矩陣圍長變小的問題，有效地消除了短環(huán)。在加性高斯白噪聲信道下，仿真結(jié)果表明，矩陣拼接及多邊譯碼算法可以解決拼接后矩陣擁有更多短環(huán)的問題，可以II任意大圍長的多碼率LDPC碼的構(gòu)造算法研究與設(shè)計獲得性能優(yōu)異的LDPC碼。最后，總結(jié)了本篇論文所完成的工作，以及本篇論文中的創(chuàng)新點對構(gòu)造大圍長LDPC碼方面的研究所作出的貢獻，也指出了一些需要改進的地方和需要繼續(xù)深入研究的問題。關(guān)鍵詞：LDPC碼，QC-LDPC碼，圖模型，任意大圍長，多碼率III任意大圍長的多碼率LDPC碼的構(gòu)造算法研究與設(shè)計RESEARCHANDDESIGNONCONSTRUCTIONALG

7、ORITHMFORMULTIPLE-RATELDPCCODESWITHARBITRARYLARGEGIRTHABSTRACTLow-DensityParity-Check(LDPC)codesareadvancedchannelcodingtechniques.Theyhavebecomenewhotresearchspotsofchannelcodingtheoryinrecentyearsbecauseoftheirexcellenterrorcorrection