深空通信中结构化LDPC码的构造方法研究.pdf

分类号 密级 公开

UDC 学位论文编号 D-10617-30852-(2017)-01029

重庆邮电大学硕士学位论文


中文题目 深空通信中结构化 LDPC 码的构造
方法研究
英文题目 Research on Construction Methods of
Structured LDPC Codes in
Deep Space Communication
学 号 S140131030
姓 名 郭振勇
学位类别 工程硕士
学科专业 电子与通信工程
指导教师 彭海英 副教授
完成日期 2017 年 6 月 8 日
重庆邮电大学硕士学位论文 摘要
摘要
信道编码是克服深空通信信息传输距离远、传输时延大、误码性能要求高等缺
点保障其可靠传输的关键技术之一。低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,
LDPC)码作为一种逼近香农限的线性分组码，引起了深空通信信道编码界的研究兴
趣。相比于随机构造法，结构化 LDPC 码具有循环或准循环结构，具有确定的校验
矩阵存在形式，便于硬件存储及实现，便于研究分析码字的性能。因此，如何构造
高编码增益性能的结构化 LDPC 码以适用于深空通信信道编码的要求，是一个值得
深入研究的课题。
本文以深空通信环境特点为研究基础，以影响 LDPC 码码字性能的因素为目标，
提出了两种结构化 LDPC 码构造方法。
1. 针对深空通信中低误码率、低码率的信道编码需求，提出了一种大列重低复
杂度的准循环(Quasi Cyclic, QC) LDPC 码构造方法。该方法首先分析限制校验矩阵
列重的移位系数之间关系，提出一种围长为 8，列重任意，码率灵活的 QC-LDPC
码。然后与校验部分为具有低编码复杂度的准双对角结构相结合，使得构造的
QC-LDPC 码围长为 8，成功解决了低复杂度快速编码方面围长较小的问题。由在深
空通信信道中仿真结果验证，利用此方法构造的 QC-LDPC 码与随机构造的 LDPC
码和同等围长大小的结构化 QC-LDPC 码相比，性能都有一定的提升，且具有较低
的编码复杂度，适用于深空通信的实际应用。
2. 针对制约 LDPC 码在深空通信中实际应用的高编码复杂度的问题，提出了一
种大围长可快速编码的 QC-LDPC 码构造方法。该方法首先分析双对角结构和准双
对角结构存在的不足，提出了一种更加方便构造大围长 QC-LDPC 码且复杂度较低
的可快速编码方案。然后与基于 GCD 算法构造的指数矩阵以及掩饰技术相结合，
使所构造的 QC-LDPC 码同时兼容了大围长和低编码复杂度的双重特性，编码灵活
性更高。仿真结果验证了相比于基于