畢業(yè)開題答辯PPT

1、 畢業(yè)設(shè)計開題答辯畢設(shè)課題：多進制LDPC編譯碼 算法研究導 師：答辯學生： LDPC碼的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 多進制LDPC碼的構(gòu)造算法 多進制LDPC碼的譯碼算法 現(xiàn)存問題與預期研究成果 內(nèi)容提要v LDPC碼簡國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 LDPC碼是是迄今為止實驗中最為接近Shannon極限的信道編碼。 中，選用分組Turbo碼卷積Turbo碼等糾錯能力很強但譯碼延時較大的信道碼作為上行鏈路數(shù)據(jù)編碼方案；使用 作為下行鏈路數(shù)據(jù)編碼方案。在4G移動通信信道編碼低復雜度、低延時的LDPC碼目前針對LDPC碼的研究主要集中在以下幾個方面： 非規(guī)則LDPC碼校驗矩陣的度優(yōu)化 LDPC碼校驗矩陣的構(gòu)造 迭代譯碼性能

2、分析 譯碼算法的優(yōu)化v LDPC碼國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 碼的構(gòu)造方式直接影響碼的糾錯性能，而LDPC碼的構(gòu)造則由其 方式?jīng)Q定。目前多進制LDPC碼構(gòu)造大部分是基于二進制LDPC碼構(gòu)造來進行研究。v 多進制LDPC碼的構(gòu)造算法校驗矩陣的構(gòu)造v 多進制LDPC碼的構(gòu)造算法準循環(huán)擴展(QCE)PEG填充多進制構(gòu)造v 多進制LDPC碼的構(gòu)造算法 該算法將構(gòu)造過程分解，結(jié)合準循環(huán)擴展技術(shù)和漸進邊增長構(gòu)造方法的優(yōu)點，既能滿足對度分布的需要，又保證了平均圍長盡可能大的要求，其環(huán)結(jié)構(gòu)交疊較少，提高了LDPC編碼的速度和性能。且編碼將可用一組移位寄存器實現(xiàn)，編碼復雜度比隨機構(gòu)造低很多。同時有利于提高譯碼性能。將算法拓

3、展到多進制域后糾錯能力進一步提高。v 多進制LDPC碼的譯碼算法改進EMS算法思路 EMS譯碼算法中,每次迭代都需要每一個符號參與運算，隨著迭代次數(shù)的增加,譯碼效率會越來越低。 改進EMS算法中用每個變量節(jié)點的非法校驗值結(jié)合變量節(jié)點的最大偽后驗概率來判斷變量節(jié)點的可靠性,通過判斷準則讓一部分節(jié)點提前終止迭代,減少迭代過程中不必要的校驗節(jié)點和變量節(jié)點的更新,從而降低復雜度,提高譯碼效率。LLR-FFT-BP譯碼算法思路 多進制BP算法中每個校驗節(jié)點的更新復雜度都與q成指數(shù)關(guān)系，當q值很大時，整個譯碼過程所完成的計算量很大。 基于快速傅里葉變(FFT)BP算法復雜度減小為O(qlogq),雖然一定

4、程度降低了復雜度，但算法中乘法次數(shù)仍然很多，不利于硬件實現(xiàn)； 引入到對數(shù)域設(shè)計后，乘法完全被加法取代，可以進一步提高算法的可行性。v 多進制LDPC碼的譯碼算法改進EMS算法步驟初始化計算變量節(jié)點的非法校驗值校驗節(jié)點更新變量節(jié)點更新更新偽后驗概率計算接收到的變量節(jié)點k的后驗概率提供的可靠性信息7.記錄下次迭代過程中不需要更新的變量點k。8.進行判決。 若結(jié)果符合校驗條件或者迭代次數(shù)到達預設(shè)的迭代次數(shù),則譯碼迭代,步驟8結(jié)果作為譯碼輸出;否則轉(zhuǎn)步驟2繼續(xù)迭代。()()Pr(0 |,:() )kxtmnmiinkmiiNmiNmnrhxxtxkN mnq步驟3中含有大量的乘法運算v 多進制LDPC

5、碼的譯碼算法()()(0)knxtmnmiimixti N miN mnrh xq上式可以改寫為：121(1) 12(1) 2(2)(1)(2)(1), :, :,:Pr()Pr()mnnntttmnm nm nm nm na b abHts t sHtad tdHtbrs qd q 通過定義部分和上式可以改寫為：tmnr 可以表示為對 做卷積，因此可以通過FFT變換將卷積形式轉(zhuǎn)化為求積形式。首先對信息序列進行轉(zhuǎn)置，然后利用蝶形圖進行 FFT得到頻域序列。則有：() )tmiqiN mn()ttmnmii N mnRQ最終得到 其中 代表反轉(zhuǎn)置， 代表FFT逆變換。這樣就完成了校驗節(jié)點信息的更

6、新。11()ttmnmnrPfR1P1fv 多進制LDPC碼的譯碼算法()ttmnmii N mnRQ 計算到這一步時注意到，運算中還包含大量乘法，因此在研究中引入對數(shù)域(log)運算，對數(shù)域可以將乘法運算轉(zhuǎn)化為加法運算。這樣一來就大量的減少了運算復雜度。 本研究中的譯碼算法可以概括為Log-FFT改進EMS多進制譯碼算法。算法以改進EMS譯碼為基礎(chǔ)，加入FFT變化和對數(shù)域(Log)運算，目的是在誤碼率可接受范圍內(nèi)進一步降低譯碼算法的譯碼復雜度。 存在問題：構(gòu)造方面對多進制LDPC碼的構(gòu)造模型需要進一步優(yōu)化，多進制的編譯碼復雜度更大，需要從根本上構(gòu)造出性能更好的結(jié)構(gòu)化多進制校驗矩陣。 在譯碼方面的運算量集中在校驗節(jié)點的信息更新中，如何通過數(shù)學手段找到更簡潔的計算步驟是本文要解決的重要問題。聯(lián)系實際工程應用的需求，多多進行數(shù)學公式的演算和推導，反復進行復雜度的計算并進行計算機仿真，力求找到整體的最佳解決方案。 預期成果：完成多進制LDPC編譯碼的系統(tǒng)算法研究并對其性能進行分析?；诟倪MPEG算法的準循環(huán)擴展構(gòu)造方法找出多進制LDPC碼的最佳構(gòu)造并對其進行編碼。譯碼方面基于目前比較成熟的改進EMS譯碼算法和頻域的傅立葉變換，將二者的優(yōu)勢結(jié)合找出復雜度低性