浅海水声信道中原模图 LDPC 码的设计及性能分析

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摘 要：原模图低密度奇偶校验码相较于传统 LDPC 码,具有结构简单、迭代译码门限低、易于扩展及线性编译码
" J0 E& y( o$ Y5 u! t* I4 l6 p复杂度等优点。针对强多途、长时延、窄带宽的浅海水声信道，该文研究了 PG-LDPC 码的设计及性能特征，提
  t8 I# b# L9 A8 ~( s6 `出一种码型设计方案，并采用基于原模图度分布的外部信息转移图算法，对所设计 PG-LDPC 码的纠错性能进行
( n, X9 N& h+ A4 e分析及预测。仿真与实验结果表明，与(3,6)随机规则 LDPC 码相比，所提的 PG-LDPC 码在低、高信噪比区域均
! `; F0 F# ?, [' ?7 O* x, h- j/ J有良好的纠错性能。
& D8 N1 F: r) O' |# z& A/ E关键词：浅海水声通信；纠错码；原模图 LDPC 码；外部信息转移图算法
1 引言
/ {( k5 A+ ^1 [! m/ c浅海水声(SWA)信道具有时变、强多途、大起
伏、窄带宽等特点，是当前最具挑战的无线通信信
, M' z7 ?! G* h+ R道之一，合理地选择和设计纠错码方案[1,2]，在实现

可靠高效的 SWA 通信系统中占有重要地位。PG
LDPC 码最先由 THORPE 于 2003 年提出[3]，与传
5 T7 E$ p9 U; s统 LDPC 码相比，具有构造简单、纠错性能好、编
. b$ K6 \# C3 f* C9 N0 H译码复杂度低、易于扩展、硬件实现简单等优势。
2 @8 e8 P$ [* N7 D+ P# h0 U1 w8 c2 YPG-LDPC 码是一类由原模图或子矩阵构成的
4 z- S7 \8 z; bLDPC码，所谓原模图，是指节点数非常少的Tanner
# V) w) l/ n$ Z/ N! @9 ^" S2 J图(或二分图)。通过对原模图进行“复制-置换”
6 T3 ?- P  A& j* S9 _" h* B(copy-and-permute)操作，可以得到任意大小的
: C" m( g0 A% tTanner 图，即导出图，该图即对应一个 LDPC 码结
6 p: X2 k" s5 K+ T6 N6 P9 d) D构。由于 PG-LDPC 码构造的灵活性和多样化，根
6 n6 [' u# U2 [, `5 h9 a$ J* R据通信信道特征，经过精心设计后可充分发挥其性
能优势，提高通信系统的可靠性，由此吸引了不少
学者研究其在不同通信信道下的性能及设计方法。

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