基于移動網(wǎng)絡(luò)的分層交互式LDPC碼信息傳輸?shù)难芯颗c仿真

程強(qiáng)

【摘要】 在移動網(wǎng)絡(luò)得以高速發(fā)展的今天，用戶對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)適應(yīng)性的要求也得以與日俱增；特別是以高速鐵路為代表的高速移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程中，為了提升服務(wù)質(zhì)量，人們將研究點從信源編碼更多的向能夠匹配具體信道的信道編碼之上?，F(xiàn)有的信道中，LDPC編碼以其良好的低密度及較高的信息傳輸率備受青睞。作為一種應(yīng)用，本文首先研究了高速移動網(wǎng)絡(luò)中信道的特點及相關(guān)編碼；提出一種分層機(jī)制，并且通過實驗仿真，證明在一定條件之下，這種引入分層機(jī)制的LDPC碼可以提高編碼質(zhì)量，從而在改善信息傳輸服務(wù)方面能夠有所裨益。

【關(guān)鍵詞】 移動網(wǎng)絡(luò) 信道編碼 信息傳輸 LDPC

一、引言

而在高速移動信道技術(shù)的研究中，基本的研究模型依然是：信源-中繼信道-信宿。在研究中，通過引入類似LDPC之類的信道編碼，人們已經(jīng)能夠在一定程度上提高系統(tǒng)的魯棒性并實現(xiàn)較高的信息傳輸率（LDPC碼已經(jīng)接近了香農(nóng)極限）。在本文中，我們首先對高速移動網(wǎng)絡(luò)中的信道影響因子進(jìn)行研究；提出可以通過劃分層次，在交互中實現(xiàn)因子之間的互相傳遞和影響。同時，依據(jù)這種影響因子，我們對LDPC碼進(jìn)行了一定程度上的改進(jìn)和優(yōu)化。最后通過實驗，對我們的改進(jìn)、優(yōu)化進(jìn)行了仿真。

二、信道影響因子及信道狀態(tài)函數(shù)

在移動通信網(wǎng)絡(luò)中，信道狀態(tài)的影響因素很多，如：自然背景噪聲、人為攻擊源等都是影響信道穩(wěn)定的因素。具體實踐中，人們認(rèn)為只要在業(yè)務(wù)質(zhì)量處于可接受的范圍之內(nèi)，此種信道狀態(tài)就是可以容忍的。只要在一定的范圍內(nèi)，用戶可以忍受這種因信道狀態(tài)的改變而導(dǎo)致的通信業(yè)務(wù)質(zhì)量的降低，那么我們就可以接受這種非最佳狀態(tài)的信道.據(jù)此，我們分別對LDPC碼進(jìn)行分層處理：

信道傳輸過程中滿足下列的規(guī)則：信源編碼按照雙層LDPC碼進(jìn)行編碼，然后按照廣播方式到編碼器；經(jīng)過信道傳輸之后到達(dá)譯碼器，解碼之后HX被信宿所接收；通過LDPC中H陣的校驗，得到接收的結(jié)果。

四、仿真結(jié)果

我們同時也可以看到：無論是何種狀態(tài)，最終信道的狀態(tài)函數(shù)必定收斂；外界因素的強(qiáng)度不同，最后狀態(tài)函數(shù)的收斂數(shù)值也有所不同。

傳輸中摻加噪聲信號作為外界噪聲，用于模擬信道狀態(tài)轉(zhuǎn)移的相關(guān)影響因素；傳輸之前摻加一定的干擾噪聲，用于模擬自發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的相關(guān)影響因素；顯示了未進(jìn)行分層機(jī)制下信息失真程度較大，而在分層處理之后，我們發(fā)現(xiàn)圖片的失真程度明顯得到了改善。

五、結(jié)束語

在移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益發(fā)展的今天，隨著移動通信環(huán)境的日益復(fù)雜；為滿足用戶對移動通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的需求，我們對LDPC碼進(jìn)行了分層處理，結(jié)果證明分層機(jī)制對信息失真情況有相當(dāng)程度的改善。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] S. Kudekar， T. Richardson， and R. Urbanke， “Spatially coupled ensembles universally achieve capacity under belief propagation，” in Proc. 2012 IEEE Int. Symp. Inf. Theory， pp. 453-457.

[2] Z. Si， R. Thobaben， and M. Skoglund， “Bilayer LDPC convolutional codes for half-duplex relay channels，” in Proc. 2011 IEEE Int. Symp. Inf. Theory.

[3] V. Rathi， R. Urbanke， M. Andersson， and M. Skoglund， “Ratequivocation optimal spatially coupled LDPC codes for the BEC wiretap channel，” in Proc. 2011 IEEE Int. Symp. Inf. Theory.