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
6 w+ M# s- }; ^, }" o) \9 V( l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
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
7 n5 d" k3 o, i7 @4 W4 u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 n1 F6 P2 m. F7 x- P- j2 S1 引言
, W; G6 ^& h' r+ u! N. |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
道之一，合理地选择和设计纠错码方案[1,2]，在实现
9 m* h$ ^! l4 A, _; V5 W; D5 K7 w" e
可靠高效的 SWA 通信系统中占有重要地位。PG
9 i9 L) [2 x$ Z" D5 m4 |- Q+ ~LDPC 码最先由 THORPE 于 2003 年提出[3]，与传
统 LDPC 码相比，具有构造简单、纠错性能好、编
' h% Q- i2 @8 q7 n" T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
: A- k+ a- H, jLDPC码，所谓原模图，是指节点数非常少的Tanner
7 c/ J! L! X7 B' L+ N; ^3 S4 h图(或二分图)。通过对原模图进行“复制-置换”
(copy-and-permute)操作，可以得到任意大小的
Tanner 图，即导出图，该图即对应一个 LDPC 码结
, F8 N" U# L. f3 l7 w& a2 ~构。由于 PG-LDPC 码构造的灵活性和多样化，根
7 ?1 G. {% ^2 [/ {  Y; M# e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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