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基于LDPC码的OFDM扩频多址技术研究

作　者: 莫志刚
导　师: 梁钊
学　校: 五邑大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 正交频分复用 低密度奇偶校验码 多径衰落 纠错编码 LDPC-COFDM
分类号: TN919.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 83次
引　用: 1次
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内容摘要


无线数据、多媒体业务以及移动通信系统的目标是实现无所不至、高质量、高速率的移动多媒体传输,它要求在高载频以及宽带上支持2Mbit/s至数十兆比特/秒的高速率传输,如何保证数据通信的可靠性就显得非常重要。无线衰落信道中的多径传播和散射引起的信号衰落,以及严重的多径时延而引起的符号间干扰,大大降低移动通信的可靠性。正交频分复用(OFDM)技术将信道分成许多正交子信道,数据可以在子信道中并行传输,这样可以做到高速率传输。为避免子载波在传输中的差错,许多纠错编码技术已被用于OFDM系统,例如卷积码。有效性与可靠性是无线移动通信系统中的两大矛盾,在可靠性方面,信道编码是提高系统可靠性的有力手段,在众多的信道编码方案中,卷积码已经在各种标准中占据主导地位,而目前一种性能非常接近Shannon极限而且可以实现的分组编码方案LDPC码已成为信道编码领域内新的研究目标,LDPC码具有很强的纠错抗干扰能力,当码长较长时,性能甚至可以优于Turbo码,是目前倍受关注且具有广泛应用前景的信道编码方案。对LDPC码本身的现状研究已经从多个方面展开,例如校验矩阵构造、编译码简化、性能分析等,本论文中提出了基于π旋转的LDPC码的构造方法,降低了LDPC码的计算复杂度,而易于用软件和硬件实现。B3G移动通信的主流调制技术将是OFDM技术,而将LDPC编码应用于OFDM系统中构成的LDPC-COFDM系统将具有广阔的应用前景,LDPC码与其他技术相结合也是研究者们关注的焦点,。本文构建了LDPC-COFDM系统的仿真模型,并对LDPC码应用于OFDM的系统进行了以下几下方面的研究:1)码长对LDPC-COFDM系统性能的影响;2)码率对LDPC-COFD系统性能的影响;3)编码规则对LDPC-COFDM系统性能的影响;4)调制方式对LDPC-COFDM系统性能的影响。仿真结果表明:在多径衰落信道下,通过合理选择码长,码率,编码规则,调制方式的应用,基于LDPC码的COFDM系统性能将会非常优越,特别适合在末来的移动通信系统中使用。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 引言  9-10
  1.2 LDPC-COFDM的国内外研究现状  10
  1.3 本论文的研究意义  10-11
  1.4 论文各章节内容安排  11-13
第二章 正交频分复用(OFDM)技术  13-24
  2.1 OFDM系统的发展过程及现状  13-15
  2.2 OFDM技术主要优缺点:  15-16
  2.3 OFDM系统的关键技术  16-18
    2.3.1 时域和频域同步  16-17
    2.3.2 信道估计  17
    2.3.3 信道编码和交织  17
    2.3.4 降低功率峰值与均值比  17-18
    2.3.5 均衡  18
  2.4 OFDM基本原理  18-23
  2.5 本章小结  23-24
第三章 移动信道模型  24-27
  3.1 移动信道环境的特点  24-25
  3.2 移动信道的数学模型  25-26
  3.3 本章小结  26-27
第四章 低密度校验码LDPC技术  27-57
  4.1 LDPC码的发展历史  27-28
  4.2 线性分组码基础  28-30
  4.3 LDPC码的表示  30-34
  4.4 LDPC码的编码原理  34-36
  4.5 LDPC码校验矩阵的构造  36-45
    4.5.1 Gallager的最初方法  37
    4.5.2 MacKay的随机构造方法  37-38
    4.5.3 PEG随机构造方法  38-39
    4.5.4 PEG随机方法与MacKay随机方法的仿真比较  39-42
    4.5.5 基于π旋转的LDPC码的性能研究  42-45
  4.6 LDPC码的译码  45-57
    4.6.1 硬判决译码算法  46-47
    4.6.2 软判决译码  47-52
    4.6.3 不同信道模型下的译码算法  52-55
    4.6.4 LDPC的译码性能分析  55-56
    4.6.5 本章小结  56-57
第五章 LDPC-COFDM系统中的性能仿真分析  57-67
  5.1 码长对LDPC—COFDM系统性能的影响  59-60
  5.2 码率对LDPC—COFDM系统性能的影响  60-61
  5.3 编码规则对LDPC—COFDM系统性能的影响  61-62
  5.4 调制方式对LDPC—COFDM系统性能的影响  62
  5.5 LDPC—COFDM系统在各种信道下的性能仿真比较  62-65
  5.6 本章小结  65-67
第六章 结束语  67-68
参考文献  68-72
攻读硕士学位期间发表的论文  72-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 按传输线路分的数据通信 > 无线数据通信
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