《脈衝噪聲條件下低密度校驗碼解碼理論與方法研究》是依託北京航空航天大學，由趙嶺擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：脈衝噪聲條件下低密度校驗碼解碼理論與方法研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：趙嶺
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
現有基於高斯信道假設的糾錯碼解碼方法對於以脈衝噪聲為主的通信環境缺乏有效接收信號分析手段和解碼收斂性保證，已成為制約當前無線網路、電力線傳輸以及水聲通信等系統性能提升的瓶頸。因此，亟需開發適用於非高斯脈衝噪聲條件的編碼信號接收處理與解碼算法。本項目將開展脈衝噪聲信道低密度校驗碼解碼理論與方法的研究，針對重尾分布的特點，建立脈衝噪聲信道中調製編碼信號的傳輸模型；分析脈衝噪聲信道低密度校驗碼的解碼門限；尋找該信道下接收信號似然比信息的近似量化處理方法和解碼誤碼平層的產生機理；建立高效脈衝噪聲參數估計與解碼聯合疊代方法，提高通信系統在脈衝噪聲信道中的接收性能。本項目對脈衝噪聲條件下高性能接收信號處理和解碼算法的研究，將為未來中國無線網路、電力線傳輸以及水聲通信等通信系統物理層技術的發展提供重要的理論和方法指導。
結題摘要
本基金建立了脈衝噪聲條件下的信號傳輸模型，搭建了算法驗證系統，從理論上分析了LDPC碼解碼門限，從初始化信息最佳化設計、信道估計與解碼聯合疊代兩方面提出了提高脈衝噪聲條件下LDPC糾錯性能的方法；為分析LDPC碼的誤碼平層問題，從理論上提出了一種基於重要性採樣的主導陷阱集篩選方法，並設計了高效的GPU與FPGA實現架構，提升了算法的有效性，加快了相關算法仿真驗證的速度。 1、脈衝噪聲條件下信號傳輸特性建模與LDPC碼解碼門限分析。 本基金首先研究了脈衝噪聲的描述方法，建立了脈衝噪聲信道條件下的信號傳輸特性模型；採用EXIT圖分析了LDPC碼解碼門限，並提出了一種基於EXIT圖輔助的脈衝噪聲下LDPC碼的構造方法。 2、脈衝噪聲條件下信道接收似然比信息的近似處理方法與低誤碼平層解碼機制研究。 根據脈衝噪聲條件下接收符號的LLR與其幅值之間的關係，本基金提出了一種用於LDPC碼軟判決解碼初始化過程的非線性LLR近似方法，在不同的脈衝噪聲強度下均能獲得較好的解碼性能，在多數情況下均優於現有的LLR近似方法。 針對LDPC碼誤碼平層的問題，本基金提出了一種基於重要性採樣的主導陷阱集篩選方法，提高了錯誤平層預測的準確性，加快了錯誤平層預測的速度； 3、脈衝噪聲信道估計與LDPC解碼聯合疊代方法研究。 本基金提出了一種脈衝噪聲信道下聯合信道估計與LDPC碼解碼方法，在訊息傳遞框架下將基於採樣-重要性重採樣算法的噪聲參數估計過程與基於和積算法的LDPC碼解碼過程相結合，給出了增強的重採樣信道估計方法，優於採用樣本分位數信道估計結合LDPC解碼的方法。 4、脈衝噪聲信道下LDPC碼高效實現技術研究。 本基金提出了一種適用於脈衝噪聲條件下的LDPC分組碼GPU高速低延時軟體解碼架構，解決了軟體實現中解碼吞吐率與解碼延時性能難以兼顧的問題。 最後，為了提高LDPC碼的實用性，本基金提出了一種適合於FPGA的高效的低密度奇偶校驗碼(LDPC)解碼方法，相對於傳統解碼方法，僅需增加少量存儲量便能獲得接近2 倍的吞吐率增益，相對於現有算法有明顯的優勢。
