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
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
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
5 L1 g+ y, l* D* M) z8 w+ x* s6 u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
有良好的纠错性能。
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 q0 M2 ]  N4 w% ?+ `! j0 v1 引言
浅海水声(SWA)信道具有时变、强多途、大起
! M1 i7 o! t9 s2 \9 f" J: z- C$ d伏、窄带宽等特点，是当前最具挑战的无线通信信
+ x. w2 C8 M2 `5 e5 ?) F道之一，合理地选择和设计纠错码方案[1,2]，在实现

3 ]6 K9 e5 r3 @% |5 I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
9 V" Q% d+ `- n( m, P统 LDPC 码相比，具有构造简单、纠错性能好、编
3 Q0 o1 Y7 Y4 ]& j# M* a译码复杂度低、易于扩展、硬件实现简单等优势。
PG-LDPC 码是一类由原模图或子矩阵构成的
# T6 b3 O+ c4 d2 p  ?LDPC码，所谓原模图，是指节点数非常少的Tanner
图(或二分图)。通过对原模图进行“复制-置换”
6 ~' H& H- C8 m  Z; w(copy-and-permute)操作，可以得到任意大小的
) Z$ ~1 w9 [" ]1 m7 [$ tTanner 图，即导出图，该图即对应一个 LDPC 码结
0 f. v& o0 O; P  p6 L构。由于 PG-LDPC 码构造的灵活性和多样化，根
# `# J; J$ |7 S3 e据通信信道特征，经过精心设计后可充分发挥其性
1 h0 M) S" P* V9 f& V. W: J- F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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