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基于区组设计及编码调制的LDPC码编码技术研究

作　者: 辛培哲
导　师: 唐友喜
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 低密度校验码区组设计简单奇偶校验码编码调制
分类号: TN911.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着现代社会语音、图像和其他多媒体业务的迅猛增长,人们对数字通信系统的速度、效率和可靠性提出了越来越高的要求。信道纠错编码技术是保证通信系统传输可靠性的有效手段之一,它不但要能够消除或降低信息错误概率,还要有较低的实现复杂度。上世纪60年代提出的低密度校验(LDPC)码,是一种校验矩阵为稀疏矩阵的线性分组码。90年代中后期的重新研究发现,它采用迭代译码算法时表现出接近Shannon限的优异性能,且译码算法可以并行操作,因此迅速成为近年来通信编码领域的研究热点。随机构造的LDPC码缺乏系统的分析理论,且编码部分的硬件实现困难,成为LDPC码应用的一个瓶颈,因此许多的结构化LDPC码被相继提出,以简化编码的硬件复杂度和理论分析的难度。本文采用了区组设计和编码调制两种技术构造结构化LDPC码。采用区组设计的准循环LDPC码通过计算机搜索基本关联向量,其余向量由基本关联向量通过循环移位获得用以构成校验矩阵。这种方法构造的校验矩阵具有准循环结构,编码时便于用简单的线性反馈移位寄存器实现。仿真结果证明,基于这种方法构造的准循环LDPC码工作良好。编码调制技术是将编码与调制作为一个整体看待来提高系统性能,被认为是信道编码发展中的一个里程碑。本文利用调制比特的不等错误保护特性,将级联SPC码序列中不同等级的子码映射成调制信号不同的比特位置。通过对码的联合界性能分析,调整了调制星座图信号点的相对位置,得到了更好的性能。这种方法构造的LDPC码,编码实现非常简单。采用格码调制技术后性能在误码率为10-5时比不采用格码调制的级联SPC码提高了约2dB。利用区组设计和编码调制技术构造的结构化LDPC码,编译码复杂度低,硬件实现简单,仿真结果验证其工作性能良好。LDPC码作为信道编码界重要成果之一,是目前距离Shannon限最近的纠错码。随着各种编译码复杂度低、性能良好的结构化码的提出,一个越来越好的LDPC码应用前景已经展现在我们面前。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-13
第一章绪论  13-24
  1.1 数字通信系统的结构  13-15
  1.2 信道编码技术的发展史  15-19
  1.3 香农信道编码定理  19-20
  1.4 LDPC 码的历史与发展  20-22
  1.5 课题来源与本文的结构  22-24
第二章 LDPC 码基本原理  24-49
  2.1 概述  24-29
  2.2 LDPC 码的构造  29-40
  2.3 LDPC 码译码算法  40-42
  2.4 LDPC 码性能分析  42-48
  2.5 小结  48-49
第三章利用区组设计构造准循环LDPC 码  49-59
  3.1 引言  49
  3.2 常见的准循环LDPC 码构造方法  49-50
  3.3 准循环LDPC 码的半随机构造  50-55
  3.4 仿真结果及分析  55-56
  3.5 循环分解  56-58
  3.6 小结  58-59
第四章基于级联SPC 码的编码调制技术  59-74
  4.1 引言  59
  4.2 级联SPC 码  59-64
  4.3 编码调制技术  64-68
  4.4 基于级联SPC 码的编码调制技术  68-73
  4.5 小结  73-74
第五章总结  74-76
  5.1 本文总结  74
  5.2 对下一步工作的建议和未来研究方向  74-76
致谢  76-77
参考文献  77-80
个人简历  80-81
攻读硕士学位期间的研究成果  81-82

基于区组设计及编码调制的LDPC码编码技术研究

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