基于BP和GA算法的LDPC碼譯碼性能研究.pdf

1、低密度奇偶校驗碼（Low Density Parity Check codes，LDPC碼）是一類性能十分優(yōu)異的特殊的線性分組碼。近年來，LDPC碼的研究和發(fā)展已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展，在編碼構(gòu)造方面，結(jié)構(gòu)化構(gòu)造的LDPC碼編碼簡單，特別是LDPC碼卷積碼的出現(xiàn)，使得LDPC碼的編碼時間縮短到跟碼長成線性關(guān)系增長。同時，在譯碼方面，大量的研究不斷的降低LDPC碼的誤碼平底（Error floor），譯碼器結(jié)構(gòu)不斷的簡化。理論的發(fā)展，大大的

2、促進(jìn)了LDPC碼的硬件實現(xiàn)和它在各個應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。目前，LDPC碼編譯碼器的吞吐率最高已經(jīng)達(dá)到Gbps數(shù)量級。LDPC碼已經(jīng)成為WiMAX，DVB—S2，UWB等通信系統(tǒng)的信道編碼標(biāo)準(zhǔn)，同時其在磁記錄信道，水聲通信，深空通信等領(lǐng)域?qū)⒂芯薮蟮膽?yīng)用前景。 目前，LDPC碼主要采用置信傳播（Belief Propagation，BP）算法進(jìn)行譯碼。遺傳算法（Genetic Algorithm，GA）是一種具有全局優(yōu)化和快速搜索能

3、力的智能算法。本文將GA與BP算法結(jié)合，旨在提高BP算法的譯碼性能。研究工作主要包括： 1．提出了基于硬判決的BP/GA譯碼算法（HBPGA）。該算法通過對信道信息和第一次BP迭代結(jié)束時的試探譯碼信息進(jìn)行硬判決，并用CHASE算法產(chǎn)生初始種群。通過對種群中個體進(jìn)行適應(yīng)度評價以選擇和淘汰個體。針對LDPC碼的特殊情況，定義了對不同個體，不同基因具有不同概率的變異算子，保證了個體的多樣化。 2．提出了基于軟信息的BP/GA譯

4、碼算法（SBPGAs）。通過對Tanner圖進(jìn)行遺傳學(xué)表述，重新定義了種群，個體和基因。通過對優(yōu)勢個體的優(yōu)良基因進(jìn)行加強(qiáng)和對劣勢個體中的腫瘤基因進(jìn)行削弱，以達(dá)到整個種群更加適應(yīng)環(huán)境，從而提高LDPC碼的譯碼性能。 3．提出了基于振蕩的BP/GA譯碼算法（OBPGA）。BP譯碼中的LLR（Log—Likelihood Ratio）值的振蕩嚴(yán)重影響了譯碼性能。通過考察LLR值的振蕩，重新定義了變異算子，對振蕩的LLR值進(jìn)行變異，從而