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基于可靠性调度的LDPC码比特翻转译码算法
基于可靠性调度的LDPC码比特翻转译码算法
摘要
LDPC(Low-DensityParity-Check)码是一种近年来广泛应用于通信系统中的前向纠错码。在LDPC码译码中，比特翻转是一种常见的译码算法，它利用硬判决信息和校验节点信息进行迭代优化，以最大限度地提高译码性能。然而，在传统比特翻转译码算法中，由于节点的可靠性不同，并没有充分利用节点可靠性信息，导致译码性能有限。为了提高LDPC码比特翻转译码算法的可靠性，本文提出了一种基于可靠性调度的LDPC码比特翻转译码算法。
首先，我们对LDPC码进行可靠性评估，根据节点的可靠性对码字中的比特进行排序，优先处理可靠性较高的比特。然后，我们利用比特翻转算法进行译码，但在每一次迭代中，我们根据当前节点的可靠性动态地调整比特翻转的权重。具体来说，可靠性较高的节点将具有较大的权重，而可靠性较低的节点将具有较小的权重。这样一来，可靠性较高的节点在比特翻转中将具有更大的影响力，从而更有可能被正确翻转，提高译码性能。同时，我们还引入了自适应算法，根据译码结果动态调整节点的可靠性评估，以进一步提高算法的性能。
为了验证我们提出的基于可靠性调度的LDPC码比特翻转译码算法的性能，我们进行了一系列的实验。实验结果表明，与传统比特翻转算法相比，我们提出的算法在不同信噪比条件下均取得了更好的译码性能。特别是在低信噪比条件下，我们的算法相对于传统算法的性能提升更为显著。
此外，我们还分析了算法的复杂性。由于我们只对可靠性较高的比特进行优先处理，算法的时间复杂度相较于传统算法并没有明显增加。而在空间复杂度方面，我们需要额外存储节点的可靠性信息，但存储量较小可以忽略不计。
综上所述，基于可靠性调度的LDPC码比特翻转译码算法在译码性能和复杂性方面具有明显的优势。未来的研究方向可以考虑进一步优化算法的性能，例如通过引入更复杂的可靠性评估算法或结合其他优化方法来进一步提高译码性能。
关键词：LDPC码，比特翻转算法，可靠性调度，硬判决信息，校验节点信息
Abstract
LDPC(Low-DensityParity-Check)codesareforwarderrorcorrectioncodeswidelyusedincommunicationsystems.InLDPCcodedecoding,bitflippingisacommondecodingalgorithmthatusesharddecisioninformationandchecknodeinformationtoiterativelyoptimizethedecodingperformance.However,inthetraditionalbitflippingdecodingalgorithm,duetothedifferentreliabilitiesofnodes,thereliabilityinformationofthenodesisnotfullyutilized,resultinginlimiteddecodingperformance.InordertoimprovethereliabilityofLDPCcodebitflippingdecodingalgorithm,thispaperproposesareliabilityscheduling-basedLDPCcodebitflippingdecodingalgorithm.
First,weevaluatethereliabilityofLDPCcodesandsortthebitsinthecodewordaccordingtothereliabilityofthenodes.Weprioritizethebitswithhigherreliabilityforprocessing.Then,weusethebitflippingalgorithmfordecoding,butineachiteration,wedynamicallyadjusttheweightofthebitflippingaccordingtothereliabilityofthecurrentnode.Specifically,nodeswithhigherreliabilitywillhavelargerweights,whilenodeswithlowerreliabilitywillhavesmallerweights.Inthisway,nodeswithhigherreliabilitywillhavegreaterinfluenceinbitflipping,makingthemmorelikelytobecorrectlyflip