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当今社会是信息化时代,人们的日常生活工作都离不开可靠的消息传输。信道编码技术可以有效降低通信系统的误码率或误比特率,提高信息传输的可靠性。因此,现代通信系统一般都采用信道编码技术。其中,Gallager提出的LDPC码是具有稀疏校验矩阵的线性分组码,能够在线性时间内实现译码,是性能接近香农限的“好”码,从而引起了人们的广泛关注。近年来,水声通信发展越来越快。水声信道是目前为止最复杂的信道之一。如何实现水声通信系统中高质量的信息传递已经成为学者们关注的热点话题。
目前,关于LDPC码的研究主要集中在改进译码算法、构造校验矩阵、设计非规则码度数等方面。针对水声通信,如何建立准确的信道模型,如何选取有效的调制技术和信道编码方案一直是人们关注的焦点。本文在现有成果和技术的基础上,在以下几个方面开展了一些研究工作:
(1)研究了LDPC码的几种软判决和硬判决译码算法,重点对BP算法及其优化算法进行了公式推导。并在AWGN信道下进行仿真,分析了相关参数对译码性能的影响。
(2)分析了Tanner图中短环对BP译码算法的影响。在BP算法的基础上,提出了针对四环影响的改进BP算法。在改进后的BP算法中,四环中的译码需要联合两个校验方程。这一算法有效提高了BP算法对未消除四环的LDPC码的译码性能。
(3)基于射线理论,建立了水声信道模型。该模型充分考虑了水声通信系统复杂的情况,包括噪声、多径效应、多普勒效应等。实验表明,该模型能有效仿真水声信道。
(4)将LDPC码及其他纠错编码方案在水声信道模型中进行仿真比较。结果表明,LDPC码在水声信道中纠错性能更佳。
目前,关于LDPC码的研究主要集中在改进译码算法、构造校验矩阵、设计非规则码度数等方面。针对水声通信,如何建立准确的信道模型,如何选取有效的调制技术和信道编码方案一直是人们关注的焦点。本文在现有成果和技术的基础上,在以下几个方面开展了一些研究工作:
(1)研究了LDPC码的几种软判决和硬判决译码算法,重点对BP算法及其优化算法进行了公式推导。并在AWGN信道下进行仿真,分析了相关参数对译码性能的影响。
(2)分析了Tanner图中短环对BP译码算法的影响。在BP算法的基础上,提出了针对四环影响的改进BP算法。在改进后的BP算法中,四环中的译码需要联合两个校验方程。这一算法有效提高了BP算法对未消除四环的LDPC码的译码性能。
(3)基于射线理论,建立了水声信道模型。该模型充分考虑了水声通信系统复杂的情况,包括噪声、多径效应、多普勒效应等。实验表明,该模型能有效仿真水声信道。
(4)将LDPC码及其他纠错编码方案在水声信道模型中进行仿真比较。结果表明,LDPC码在水声信道中纠错性能更佳。