關(guān)鍵詞:信道編碼;LDPC碼;修正最小和算法;數(shù)字信號(hào)處理器
低密度奇偶校驗(yàn)(low-density paruty-check,LDPC)碼是一種非常有效的信道編碼方案,已經(jīng)成為新一代數(shù)字衛(wèi)星廣播(DVB-S2)等標(biāo)準(zhǔn)的信道編碼方案,具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
LDPC碼譯碼器設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。LDPC碼譯碼器的實(shí)現(xiàn)方法主要有2種:一種是基于超大規(guī)模集成電路(VLSI)的設(shè)計(jì);另外一種是基于數(shù)字信號(hào)處理器(digital signalprocessor,DSP)等指令串行執(zhí)行系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。
LDPC碼譯碼多采用和積(sum-product,SP)譯碼算法,影響其復(fù)雜度的因素有迭代次數(shù)和每次迭代的運(yùn)算復(fù)雜度。由于DSP芯片指令串行執(zhí)行的特點(diǎn),要實(shí)現(xiàn)較高速率的LDPC碼譯碼器,必須同時(shí)減少迭代譯碼次數(shù)和每次迭代的運(yùn)算量。文提出一種逐個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)串行更新的迭代譯碼算法(S-SP),并說(shuō)明在二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道(BSC)下可以有效降低迭代譯碼的次數(shù);為降低每次迭代的運(yùn)算復(fù)雜度,校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算存在一些簡(jiǎn)化的譯碼算法,如修正最小和算法(modified mim-sum,MMS)等,但這些算法的譯碼門(mén)限有一定的損失。
本文研究非規(guī)則LDPC碼的S-SP算法在加性高斯白噪聲(AWGN)信道下的性能,說(shuō)明該算法雖能降低迭代次數(shù),但是存在誤碼平臺(tái)較高的問(wèn)題?紤]到簡(jiǎn)化的譯碼算法(例如MMS算法)有復(fù)雜度和誤碼平臺(tái)低的特點(diǎn),本文綜合這2類(lèi)算法的特點(diǎn),提出了串行MMS(S-MMS)算法,該算法在有限迭代次數(shù)下具有低的誤碼平臺(tái)和較低的譯碼門(mén)限,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜度和性能的較好折衷,適合于用DSP實(shí)現(xiàn)。
1 LDPC碼簡(jiǎn)介和迭代譯碼算法
1.1 LDPC碼簡(jiǎn)介
LDPC碼是一種分組碼。其校驗(yàn)矩陣為超稀疏隨機(jī)矩陣,設(shè)為H。對(duì)于任何一個(gè)合法的碼字v,都有校驗(yàn)方程。由該方程可知,校驗(yàn)矩陣中每行的非零元素,將所對(duì)應(yīng)的LDPC碼元映射成一個(gè)相當(dāng)于校驗(yàn)碼的約束,定義這種約束關(guān)系為一個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)。校驗(yàn)矩陣中每列的非零元素對(duì)應(yīng)LDPC碼的同一個(gè)碼元,形成了一個(gè)相當(dāng)于重復(fù)碼的約束,定義這種約束關(guān)系為一個(gè)變量節(jié)點(diǎn),而矩陣中的非零元素,既參與了變量節(jié)點(diǎn)的重復(fù)碼的約束關(guān)系,又參與了校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的校驗(yàn)碼的約束關(guān)系;因此定義矩陣中非零元素所對(duì)應(yīng)的關(guān)系為連結(jié)這2種節(jié)點(diǎn)的“連結(jié)線”。因此,LDPC碼的結(jié)構(gòu)也可以用圖1的因子圖表示。
LDPC碼的編碼,先利用校驗(yàn)矩陣得到對(duì)應(yīng)的生成矩陣,然后直接用信息序列和生成矩陣相乘即可得到編碼碼字,而LDPC碼的譯碼則利用校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)和變量節(jié)點(diǎn)的約束關(guān)系,在2類(lèi)節(jié)點(diǎn)間通過(guò)“連結(jié)線”進(jìn)行外信息的傳遞,從而實(shí)現(xiàn)迭代譯碼。
1.2 LDPC碼迭代譯碼算法
定義為變量節(jié)點(diǎn)n的先驗(yàn)信息,即對(duì)數(shù)似然比;表示第k次迭代中,從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m到變量節(jié)點(diǎn)n的外信息;表示第k次迭代中,從變量節(jié)點(diǎn)n到校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m的外信息;為第k次迭代后變量節(jié)點(diǎn)n的后驗(yàn)信息;M(n)表示和變量節(jié)點(diǎn)n相連的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的集合;N(m)表示和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m相連的變量節(jié)點(diǎn)的集合。
標(biāo)準(zhǔn)的和積(SP)譯碼算法如下。
步驟l 初始化。
其中:xn為發(fā)送比特;yn為接收符號(hào)。采用二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)調(diào)制,信道為AWGN信道。
步驟2 迭代譯碼。
迭代譯碼包括2個(gè)步驟,變量節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算。本文中設(shè)定固定的迭代次數(shù)K,然后判決輸出。
1)變量節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算(對(duì)所有的變量節(jié)點(diǎn)n)。
2)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)算(對(duì)所有的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m)。
工博士工業(yè)品商城聲明:凡資訊來(lái)源注明為其他媒體來(lái)源的信息,均為轉(zhuǎn)載自其他媒體,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn),也不代表本網(wǎng)站對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。您若對(duì)該文章內(nèi)容有任何疑問(wèn)或質(zhì)疑,請(qǐng)立即與商城(headrickconstructioninc.com)聯(lián)系,本網(wǎng)站將迅速給您回應(yīng)并做處理。
聯(lián)系電話:021-31666777
新聞、技術(shù)文章投稿QQ:3267146135 投稿郵箱:syy@gongboshi.com