LDPC 碼譯碼算法及性能分析應(yīng)用設(shè)計(jì)
由圖3可見(jiàn),碼長(zhǎng)為512的LDPC碼糾錯(cuò)性能最好,碼長(zhǎng)為36的LDPC碼糾錯(cuò)性能最差。即在相同碼率下,隨著碼長(zhǎng)的增加,LDPC碼的糾錯(cuò)性能逐漸改善。
3.3 概率域的SPA和對(duì)數(shù)域的迭代APP LLR譯碼算法的誤碼性能比較及分析
高斯信道下,用BPSK調(diào)制,分別對(duì)碼率為1/2,碼長(zhǎng)為256 的LDPC 碼概率域的SPA 和對(duì)數(shù)域的迭代APPLLR譯碼算法的性能比較,如圖4所示。
由圖4 可見(jiàn),概率域的SPA 算法復(fù)雜,需耗費(fèi)較多的硬件資源和時(shí)間,仿真性能略好;對(duì)數(shù)域的迭代APPLLR算法將大量乘法運(yùn)算變?yōu)榧臃ㄟ\(yùn)算,大大簡(jiǎn)化了譯碼復(fù)雜度,算法收斂所需的迭代次數(shù)減少一半,譯碼器的延時(shí)也比較小,更利于硬件實(shí)現(xiàn)。對(duì)數(shù)域譯碼算法運(yùn)算量的下降是以犧牲一部分的性能為代價(jià)的,在復(fù)雜度降低的同時(shí),抗干擾能力也在下降,但性能的惡化并不大。
4 LDPC 碼在VHF 頻段信道下的仿真結(jié)果和分析[8-10]
VHF頻段小尺度模型信道的仿真場(chǎng)景為鄉(xiāng)村、城市、沿海、郊區(qū)。所仿真的信道基本上是相關(guān)的,即是平穩(wěn)衰落過(guò)程。其中相關(guān)時(shí)間是由時(shí)延相關(guān)時(shí)間(單位:ns)和移動(dòng)速度來(lái)計(jì)算。一般情況下,將VHF頻段劃分為三個(gè)子頻段:高頻段(67.3~108 MHz)、中頻段(47.4~67.3 MHz)、低頻段(30~47.4 MHz)。本文只對(duì)低頻段信道進(jìn)行仿真,為了針對(duì)更惡劣的情況,在瑞利多徑衰落信道下進(jìn)行仿真,在四種不同的場(chǎng)景下的時(shí)延及功率如表1~表4所示。
LDPC 碼在瑞利多徑衰落信道(低頻)下,用BPSK調(diào)制,采用對(duì)數(shù)域的迭代APP LLR 譯碼算法進(jìn)行性能仿真,碼率為1/2,碼長(zhǎng)為256 的LDPC 碼的編譯碼系統(tǒng)分別在鄉(xiāng)村、城市、沿海和郊區(qū)四種不同場(chǎng)景的誤碼率隨信噪比變化的曲線,如圖5所示。
由圖5 可見(jiàn),LDPC 碼在比高斯信道更加惡劣的瑞利信道下,其誤碼率隨信噪比變化的曲線呈下降的趨勢(shì)。LDPC碼在信道條件相對(duì)較好的鄉(xiāng)村場(chǎng)景下的誤碼性能最好,在信道條件最惡劣的城市場(chǎng)景下的誤碼性能最差。由此可以得到,其誤碼性能與時(shí)延、功率及四種場(chǎng)景的環(huán)境、地形等因素有著密切的關(guān)系。時(shí)延越小,功率越小,地形越平坦開(kāi)闊,障礙物越少,LDPC碼的糾錯(cuò)性能越好。即LDPC 碼隨著信道條件惡劣程度的增加,其譯碼性能也在逐漸降低。
5 結(jié)束語(yǔ)
信道編譯碼技術(shù)已成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù),基于圖模型的LDPC 碼使人們以較低的復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)了可靠通信,對(duì)LDPC碼的研究不僅具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和理論指導(dǎo)意義,更具有強(qiáng)烈的應(yīng)用背景及十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益。LDPC碼是近年來(lái)信道編碼領(lǐng)域一個(gè)里程碑式的進(jìn)展,優(yōu)異的糾錯(cuò)性能和自然并行的譯碼算法使得它在多個(gè)國(guó)際性通信標(biāo)準(zhǔn)中得到應(yīng)用。理論分析及仿真結(jié)果均表明,基于迭代APP LLR算法的LDPC碼,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,性能優(yōu)異,具有良好的工程應(yīng)用前景。
評(píng)論