実用的局面におけるLDPC符号,ターボ符号等の誤り訂正符号の効率的実装法の研究

LDPC码、Turbo码等纠错码在实际情况下的高效实现方法研究

基本信息

批准号：
04F04908
负责人：
小林欣吾
金额：
$ 0.77万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04908/
关键词：
Turbo Codes LDPC Codes Decoding Algorithm Quantization Soft-input Soft-output Decoding Fiite-State Markov Channels Turbo Equalization Partial-Response Equalization Signal Processing for Magnetic Recoding BCJRアルゴリズムルックアップテーブル法ターボ復号

项目摘要

本研究の目的は誤り訂正符号の効果的な実用方法について明らかにすることである.特に,ターボ原理に基づいて,信頼度の低い通信路を介した伝送でも高信頼の通信システムを確立できる方式の実現をめざす.その目的実現のため本年度は以下の研究を行った.Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv(BCJR)復号アルゴリズムに対する詳細な評価とくに計算量削減を実現するためルックアップテーブルを用いたアルゴリズムに関して実験的、理論的な評価解析を行った。特にターボ等価を行うシステムに関して,その有効性を検証した。新しいルックアップテーブルアルゴリズムには2つの利点があることが確認できた。その1つは,符号間干渉通信路に対する等価が新しいルックアップテーブル法により計算量が大幅に削減できることが明らかとなったこと。2つめはルックアップテーブル法の弱点であるメモリ使用量も削減することができたことである。このルックアップテーブル法を畳込み符号の復号に対してもうまく適用できることも確認した。これは現在様々な局面で利用されるようになったターボ符号の復号に対しても利用できることを意味している。さらに畳込み符号やターボ符号の復号に関してシミュレーションによらずに厳密なビット誤り率を解析的に求められることも導かれた。LDPC符号に関しては.バースト誤り通信路という実用的な条件に対して評価を行った。通信路の状態推定にBCJRアルゴリズムを適用しさらに,その推定による補助情報を利用するターボ原理を用いて制御を加えたSum-Product復号法を実現した.この手法によってバースト誤り通信路での復号誤り率特性においで大きな性能改善が得られることが分かった。本研究に関する諸問題の新たな適用対象を検討するため,電子透かしやステガノグラフィーの埋め込み方式やそれに対する誤り訂正符号の適用の問題についても2,3の結果を得た。

本研究的目的是阐明一种有效的纠错码实用方法。特别是一种基于turbo原理的方法，即使在不可靠的通信信道上进行传输时也可以建立高度可靠的通信系统，以实现这一目标。今年我们将实施以下举措。我们对Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv（BCJR）解码算法进行了详细的评估，特别是对使用查找表来减少计算量的算法进行了实验和理论评估分析。特别是对于进行涡轮等效的系统，其有效性得到了验证。我们确认新的查找表算法有两个优点。其中之一是，很明显，使用一种新的查找表方法来等效码间干扰信道，可以显着减少计算量。其次，我们能够减少内存使用，这是查找表方法的弱点。我们还证实这种查表方法可以成功应用于解码卷积码。这意味着它还可以用于解码当前在各种情况下使用的 Turbo 码。此外，还发现可以通过分析确定解码卷积码和Turbo码的准确误码率，而无需仿真。对于LDPC码，我们在突发错误信道的实际条件下对其进行了评估。我们应用 BCJR 算法来估计信道状态，并实现了一种 Sum-Product 解码方法，该方法使用 Turbo 原理添加控制，该方法使用来自估计的辅助信息。该方法消除了突发错误信道中的解码错误。在速率特性方面获得了很大的性能改进。为了检验与本研究相关的各种问题的新应用，我们还获得了有关数字水印和隐写术的嵌入方法以及纠错码在其中的应用的一些成果。