《多進制LDPC碼構造和解碼算法研究及其套用》是依託中山大學，由劉星成擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多進制LDPC碼構造和解碼算法研究及其套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉星成
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
二進制低密度奇偶校驗碼(LDPC碼)目前研究已經很多，但多進制LDPC碼的研究還不充分。多進制LDPC碼傳輸效率高和糾錯能力強，特別適合於需要高效傳輸和多進制調製並有複雜干擾的信道傳輸場合。對於水下無線信號傳輸，需要高傳輸效率和低誤比特率；對於新型多道(multi-track)磁記錄信道，需要具有極低誤比特率的差錯控制手段，因此，多進制LDPC碼非常適合。但多進制LDPC碼構造複雜，不易簡化電路設計。因此，本課題擬探討具有高糾錯性能的結構化多進制LDPC碼的新構造方法，並力圖基於神經網路和基因算法設計特定於多進制情況下的LDPC解碼算法。對於水下無線套用建立相應的信道模型，進行仿真和理論分析，獲得多進制LDPC碼的套用研究成果。在此基礎上，設計基於FPGA的多進制LDPC碼嵌入式電路系統。將解碼器提供的解碼信號引入到無線探測網路的跨層設計中，有利於最佳化無線感測器網路的協定設計。
結題摘要
低密度奇偶校驗(LDPC)碼和無線感測器網路(WSN)是當前無線通信和網路領域研究的熱門領域。本項目主要研究了LDPC碼的疊代解碼算法、二進制和非二進制LDPC碼的構造以及大型無線感測器網路(WSN)中的數據查詢等問題。在LDPC碼解碼算法方面，提出了IVC RBP 算法，該算法與目前已有的解碼算法相比具有優異的糾錯性能。在關鍵指標——誤幀率FER為10^-5時，與當時最好的NW RBP解碼算法相比，所提出的IVC RBP能獲得0.2dB以上的編碼增益。LDPC碼解碼算法及其在圖案媒介磁存儲的套用方面，提出了一種基於後驗機率變化的改進SBP解碼算法。仿真結果表明，在“單磁頭三磁島”讀信道模型中有90%AWGN + 10%TJN(抖動)噪聲時，對於PEG(1008, 504)這種碼字，本解碼算法在誤符號率SER為10^-5時可獲得約7dB的編碼增益。本算法與SBP解碼算法相比還能有效降低解碼複雜度。在多元域LDPC卷積碼構造方面，提出了具有快速編碼特性的LDPC 卷積碼構造算法。這種基於有限域乘群的結構化LDPC 卷積碼構造算法，可以產生任意給定碼率的LDPC 卷積碼。所提出的構造方法與現有的方法相比，具有很好的糾錯性能，更適於實際套用。在基於MDS 碼的LDPC 卷積碼構造方面，提出了根據MDS 碼構造出二元和非二元LDPC卷積碼的系統方法。結果表明，LDPC 卷積碼的性能比其分組碼更好：在BER 為2*10^-6 時，與二元分組碼相比，二元LDPC 卷積碼有2.7 dB 的編碼增益；對非二元碼來說，其編碼增益大約是1.1 dB。在準循環(QC) LDPC分組碼的構造方面，我們提出了環熵的概念，並依此構造出了二元和多元LDPC碼，取得了好的糾錯效果。無線感測器網路(WSN)是近年來研究的熱點領域。我們主要在WSN路由算法、定位算法和數據查詢算法等方面進行了研究。提出了查詢驅動的事件跟蹤方法(QDT)和能量均衡的快速最小代價收斂算法(EFMC)。實驗結果表明，先前提出的NER算法和最近提出的QDT算法對網路參數的適應性基本一致。但QDT方法的平均節點能耗要比NER小，因此，整個網路的能耗降低，對打造綠色節能社會有重要意義。
