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—— 第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼 ——


LDPC编码技术研究与应用

  纠错编码是现代数字通信系统不可或缺的重要组成部分。LDPC(low-density parity check)码基于超大稀疏随机矩阵构造而成,是一类具有逼近Shannon理论极限优异性能的纠错码。另一方面,由于LDPC码构造难、分析难、实现更难,自上世纪六十年代提出以来,很长时间内未得到很好的应用。直到上个世纪末,由于迭代译码算法及大规模集成电路技术的快速进步,面向各种应用的LDPC码构造及实现算法研究逐步成为热点。

  清华大学陆建华教授及其课题组在国家自然科学基金项目等资助下,开展了LDPC编译码技术的基础理论与关键算法研究,在国际期刊与学术会议上发表多篇学术论文,获得多项发明专利,部分研究成果在国家重大工程中获得重要应用。主要取得的研究成果有:

  (1)提出了基于伽罗华域的LDPC码构造理论和方法,有效克服了高性能低误码平底的LDPC码构造难题;提出了一种LDPC码最小码距下边界估算公式,为实现快速性能分析提供了有效途径。

  (2)攻克了低复杂度LDPC编码算法设计以及高性能LDPC译码算法优化等难题,编译码性能显著优于传统的级联码、Turbo码;突破了高效多码率LDPC集成设计等关键技术,研制了高集成度多码率LDPC编译码器,成功应用于我国某型号批量装备中。

  (3)针对我国探月工程应用需求,成功设计了短码长、高性能、低功耗、低复杂度深空遥测LDPC编译码器,有效克服了星上资源极度受限条件下的LDPC编码器实现、恶劣空间传输条件下可靠译码接收等工程应用难题,编码增益比传统的卷积码提升2.5dB以上,实现了LDPC编码技术在我国航天领域的首次应用,是嫦娥二号工程的创新技术之一。

  经过多年的理论和应用研究,形成了具有自主知识产权的LDPC码构造理论、核心算法、优化设计及实现方法等,推动了相关应用标准的制定,在国防科技等领域具有广阔的应用前景。

 

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