文章编号 :1673-0291(2005)02-0047-04
低密度校验码的混合比特反转译码算法
周立媛 ,张立军 ,陈常嘉
(北京交通大学 电子信息工程学院 ,北京 100044)
摘 要 :提出了低密度校验(
LDPC
)码的混合比特反转(
HBF
)译码算法 ,该算法充分利用了
LDPC
码置信传播(
BP
)输出的软信息 ,对经典的比特反转(
BF
)算法的误码性能有明显改善 .
AWGN
信道
下的仿真结果表明 ,在相同的译码复杂度情况下 ,
HBF
算法的性能明显优于
BP
算法 ,并呈现出更
低的误码平台 .
关键词 :低密度校验码 ; 置信传播算法 ;比特反转算法 ;混合比特反转算法
中图分类号 :
TN
929.5 文献标识码 :
A
Hybrid Bit_Flip Decoding Algorithm for LDPC Codes
ZHOU Li _ yuan
,
ZHANG Li_jun
,
CHEN Chang_jia
(
School of Electro n ic s a nd Inf ormation Engineeri ng
,
B ei jin g Jia oto ng Uni vers ity
,
Beijing
100044 ,
China
)
Abstract
:
AHybridBitFlip
(
HBF
)
deco din g al gorithm for L o w_D e nsity P arity_Ch e ck
(
LDPC
)
codes is
proposed in this paper
.
The algorithm makes full use of the soft output of b elief _ propagation
(
BP
)
decoding algorithm for LD PC codes
,
and greatly improves the bit error rate
(
BER
)
of the classical bit_
f lip
(
BF
)
algorithm
.
The si mul atio n results in A WG N ch ann el sh o w that th e H BF algorithm outp er
-
f orm s th e B P algorithm u nd er a lmo s t the sam e computati o n al com p l e xity
.
Furtherm ore
,
the fo rm er
can achieve much lower error floor than the latter can do
.
Key words
:
low _density parity_check
(
LDPC
)
codes
;
belief propagation
(
BP
)
algorithm
;
bit flip
(
BF
)
algorithm
;
hybrid bit_flip
(
HBF
)
algorithm
低密度奇偶校验(
Low _Density Parity_ Check
,
LDPC
)码是一种线性分组纠错码
[1]
,它 的 奇 偶 校 验
矩阵由稀疏矩阵构成 .这使得
LDPC
码存在高效的
译码算法 ,译码复杂度和码长呈线性关系 ,克服了分
组码在长码长时所面临的巨大译码计算复杂度问
题,由于
LDPC
码在译码算法上的优势 ,使得它倍受
关注 .
LDPC
码的两种经典的译码算法是比特反转
(
Bit Flip
,
BF
)算法和置信传播(
Bel i ef Prop agati on
,
BP
)算法
[1]
,它们的基本思想都是采用迭代译码算
法.
BP
译码算法是一种采用软输出进行译码的技
术,它通过进行多次迭代来改善译码纠错性能 ,使它
最大限度地接近最大似然译码(
MLD
)
[2]
.当 合 理 地
设计纠错码字时 ,增加迭代次数将引起纠错性能的
提高 .1996 年 ,
Da vid J
.
C
.
MacKay
证明 ,经过
BP
迭
代译码后 ,
LDPC
码的性能十分接近
Shannon
极限 ,
这个结论适用于二进制对称信道和对称的平稳遍历
噪声信道
[3]
.虽然采用
BP
算法能够得到较好的误
码性能 ,但是这是以庞大的计算量为代价的 .相反 ,
BF
算法是采用硬判决输出进行译码 ,它大大降低了
译码复杂度 ,但它的纠错能力有限 ,不能获得较好的
误码性能 .
针对上述问题 ,本文提出了混合比特反转(
Hy
-
brid Bit Flip
,
HBF
)算法 ,该算法将
BP
算法与
BF
算
收稿日期 :2 004-09-24
基金项目 :国家自然科学基金资助项目(60132030 ,60202001) ;北京交通大学科技基金资助 项目(2003
RC
042)
作者简介 :周立媛(1974—) ,女 ,辽宁锦州人 ,硕士生 .
email
:
zhou _liyuan
@163.
co m
陈常嘉(1949—) ,男 ,北京市人 ,教授 ,博士生导师 .
第29卷 第2期
2005 年 4 月
北 京 交 通 大 学 学 报
JOUR NAL OF BE IJIN G JIAO T ONG UN I V ER SITY
Vol
.2 9
No
.2
Apr
.2005