信道編碼在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用-資料下載頁
2025-08-05 02:41本頁面
【正文】 在了一起，在迭代譯碼時又將長碼化作為短碼，與之前的最大似然譯碼相比在不破壞譯碼性能的情況下，降低了譯碼復(fù)雜度。Turbo 碼的出現(xiàn)大大突破了傳統(tǒng)的約束，挖掘出了級聯(lián)碼的潛在優(yōu)勢，獲得及其接近香農(nóng)限的性能，為編碼界帶來了新的動力和曙光。 Turbo 碼常用的譯碼算法包括（1）MAP 算法，又稱為最大后驗概率（maximum posterior, MP）算法。MAP 算法也就是將后驗概率密度的對數(shù)似然比（loglikehood ratio, LLR）的值作為軟判決的輸出，由于其中運算量較大，因此在實際應(yīng)用中 MAP 算法譯碼受到了一定限制。但它仍是目前 Turbo 碼譯碼的最優(yōu)的算法；（2）LgMAP 算法，就是將 MAP 算法中等式兩邊加上 Lg 運算，這樣就可以將乘法運算簡化成加法運算，簡化了譯碼的運算復(fù)雜度；（3）MAXLgMAP 算法，就是將 LgMAP 算法中的加法運算近似為求最大值運算，進(jìn)一步簡化了運算復(fù)雜度，但是這種近似算法卻影響了譯碼的準(zhǔn)確性；（4）SOVA 算法，它是對 Viterbi 算法的一種修正算法，刪除低似然路徑時保存有用信息，同時為每個輸出信息提供一個可信度，基本思想就是衡量最優(yōu)路徑和被刪除路徑的度量差，若差值越小，則可信度越低。這 4 種譯碼算法準(zhǔn)確度由高到底，譯碼復(fù)雜度也依次減小。在實際的通信系統(tǒng)應(yīng)用中，要考慮所硬件條件和對傳輸速率的要求來選擇最恰當(dāng)?shù)淖g碼算法。 LDPC碼LDPC 碼是 Gallager 在 20 世紀(jì) 60 年代提出的一種糾錯編碼方式，但由于當(dāng)時條件的限制，在當(dāng)時并未引起人們的注視。一直到上世紀(jì) 90 年代 MacKay 等人又重新提出了它。根據(jù)他們的研究，LDPC 碼可以實現(xiàn)非常接近香農(nóng)極限的誤碼率性能，優(yōu)于其它已知的糾錯碼方式。LDPC 碼越來越引起人們的關(guān)注，目前已經(jīng)有許多關(guān)于 LDPC 碼的研究，并在 LDPC 碼的理論和實際應(yīng)用上都取得了很大進(jìn)展。但是有關(guān) LDPC 碼的研究大多是針對移動通信的應(yīng)用，許多碼的設(shè)計和優(yōu)化化都是以移動環(huán)境的信道模型為基礎(chǔ)進(jìn)行的。 LDPC 碼又叫做低密度奇偶校驗矩陣碼，因為它的校驗矩陣是一個稀疏矩陣，又由于它的校驗矩陣中的非零元素很少，使得它的譯碼能以較低的復(fù)雜度進(jìn)行。LDPC 碼的性能非常優(yōu)越，在已報道的最好的 LDPC 碼中，它在高斯信道中距離香農(nóng)限只有 的差別。影響 LDPC 碼性能的主要參數(shù)包括碼的最小漢明距離和圍長等。其中，最小漢明距離決定了任意兩個碼字間的最小差別。而圍長決定了在 LDPC 碼迭代譯碼時的收斂速度，研究表明，性能優(yōu)異的 LDPC碼的圍長要求在 6 以上，同時又希望有一個較大的最小漢明距離，但是對一個碼長很長的 LDPC 碼來說，想要求得它的最小漢明距離是很困難的。 雖然 LDPC 碼具有非常優(yōu)越的性能，但是它的高編碼復(fù)雜度是影響其實用化的一個重要因素。同時和移動通信相比，光纖通信系統(tǒng)對糾錯碼有他的不同要求，包括高效率、高速率、恰當(dāng)?shù)拇a長和編譯碼復(fù)雜度等。比如在光纖通信系統(tǒng)中常用的 RS（255，239）碼的碼長為 2040，效率為 93%，而相應(yīng)的 SDH 幀的幀長為 4080。因此，很多可用于移動通信的 LDPC 碼，由于其效率較低，碼長過長，并不適合與光纖通信系統(tǒng)。 RA碼RA （repeat accumulate，重復(fù)累積）碼是結(jié)合 Turbo 碼和 LDPC 碼兩者優(yōu)點上提出的一類新的信道編碼。它可以看做是一種類 Turbo 碼，也可以看做是一種 LDPC 碼。RA 碼的這種雙重身份使它不僅具有 Turbo 碼的簡單編碼特性，同時也具有 LDPC 碼的簡單譯碼特性。研究證明這類碼同樣具有接近香農(nóng)限的性能。同時 RA 碼的簡單的編碼結(jié)構(gòu)、較低的復(fù)雜度和低能耗、低延時等性能使得 RA 碼在實際應(yīng)用中具有很大的價值，目前已被應(yīng)用在無線通信、磁記錄以及圖像、視頻傳輸?shù)取Ｒ虼耍?RA 碼在遠(yuǎn)程光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用具有非常重要的價值。參考文獻(xiàn)[1] 楊友福,劉建偉,張其善,[J].通信技術(shù),2008,7(41):3033.[2] 石碧瑩,[J].計算機(jī)與數(shù)字工程,2011,39(12):6972.[3] [M].西安,西北工業(yè)大學(xué),2007.[4] [M].洛陽，河南科技大學(xué),2011.16
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