基于移动网络的分层交互式LDPC码信息传输的研究与仿真

程强

【摘要】 在移动网络得以高速发展的今天，用户对网络服务适应性的要求也得以与日俱增；特别是以高速铁路为代表的高速移动网络的发展过程中，为了提升服务质量，人们将研究点从信源编码更多的向能够匹配具体信道的信道编码之上。现有的信道中，LDPC编码以其良好的低密度及较高的信息传输率备受青睐。作为一种应用，本文首先研究了高速移动网络中信道的特点及相关编码；提出一种分层机制，并且通过实验仿真，证明在一定条件之下，这种引入分层机制的LDPC码可以提高编码质量，从而在改善信息传输服务方面能够有所裨益。

【关键词】 移动网络 信道编码 信息传输 LDPC

一、引言

而在高速移动信道技术的研究中，基本的研究模型依然是：信源-中继信道-信宿。在研究中，通过引入类似LDPC之类的信道编码，人们已经能够在一定程度上提高系统的鲁棒性并实现较高的信息传输率（LDPC码已经接近了香农极限）。在本文中，我们首先对高速移动网络中的信道影响因子进行研究；提出可以通过划分层次，在交互中实现因子之间的互相传递和影响。同时，依据这种影响因子，我们对LDPC码进行了一定程度上的改进和优化。最后通过实验，对我们的改进、优化进行了仿真。

二、信道影响因子及信道状态函数

在移动通信网络中，信道状态的影响因素很多，如：自然背景噪声、人为攻击源等都是影响信道稳定的因素。具体实践中，人们认为只要在业务质量处于可接受的范围之内，此种信道状态就是可以容忍的。只要在一定的范围内，用户可以忍受这种因信道状态的改变而导致的通信业务质量的降低，那么我们就可以接受这种非最佳状态的信道.据此，我们分别对LDPC码进行分层处理：

信道传输过程中满足下列的规则：信源编码按照双层LDPC码进行编码，然后按照广播方式到编码器；经过信道传输之后到达译码器，解码之后HX被信宿所接收；通过LDPC中H阵的校验，得到接收的结果。

四、仿真结果

我们同时也可以看到：无论是何种状态，最终信道的状态函数必定收敛；外界因素的强度不同，最后状态函数的收敛数值也有所不同。

传输中掺加噪声信号作为外界噪声，用于模拟信道状态转移的相关影响因素；传输之前掺加一定的干扰噪声，用于模拟自发状态转移的相关影响因素；显示了未进行分层机制下信息失真程度较大，而在分层处理之后，我们发现图片的失真程度明显得到了改善。

五、结束语

在移动网络技术日益发展的今天，随着移动通信环境的日益复杂；为满足用户对移动通信网络服务的需求，我们对LDPC码进行了分层处理，结果证明分层机制对信息失真情况有相当程度的改善。

参 考 文 献

[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.