动态扩展最小和译码算法在多元LDPC码中的应用

"多元LDPC码的动态扩展最小和译码算法 (2012年)" 本文探讨了在多元LDPC（Quaternary Low-Density Parity-Check）码的译码过程中，如何优化扩展最小和（Extended Minimum Sum，EMS）算法以提高性能并降低复杂度。EMS算法在消息向量长度较小的情况下，相对于多元和积算法（Quadratic Sum Product Algorithm，QSPA）的性能有所下降。为了解决这一问题，作者林伟、白宝明和王雪鹏提出了一种动态扩展最小和（Dynamic-EMS，D-EMS）译码算法。 在研究中，通过Monte Carlo模拟方法，作者们观察到消息向量中的有效似然值在不同GF(q)符号间的分布情况。他们发现，随着译码迭代次数的增加，这些有效似然值会逐渐集中在少数几个符号上。这一发现为动态调整消息向量长度提供了理论依据。 D-EMS算法的策略是，首先设定消息向量长度为nm1，然后在一定的迭代次数后将其缩短至nm2。这样的动态调整可以有效地减少译码过程的复杂度，而不会显著影响编码性能。为了进一步降低实数比较运算的复杂度，D-EMS算法在检查节点的基本步骤中采用了检泡（Bubble Correction，BC）算法。 仿真和复杂度分析结果显示，在适当的参数设置下，D-EMS算法不仅降低了EMS算法的译码复杂度，而且在AWGN（Additive White Gaussian Noise，加性高斯白噪声）信道和Rayleigh衰落信道下，其性能接近原始EMS算法。这使得D-EMS算法成为实际通信系统中基于多元LDPC码的理想的译码策略。 该论文的研究成果对于优化多元LDPC码的译码过程，特别是在资源有限的通信环境中，具有重要的理论价值和实践意义。通过动态地调整消息向量长度，D-EMS算法能够在保证性能的同时，有效地减少了计算资源的消耗，提升了系统的效率。