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卷积LDPC码编译码研究

作　者: 王巽冬
导　师: 王学东
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 卷积LDPC码稀疏校验矩阵 PEG方法 BP-Based译码算法
分类号: TN911.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

LDPC码是1962年由Gallager提出的,故又称Gallager码。上世纪90年代中期,MacKay,Luby等人重新发现了LDPC码,并指出其逼近香农极限的性能且其译码操作相对简单且易于实现。近些年由于LDPC码表现出的优异性能,使得其在通信领域倍受青睐,而将其应用于4G、卫星通信和深空通信已成为时下研究热点。卷积LDPC码是LDPC码的一种,其校验矩阵不仅是稀疏的且具有卷积性质,由于其特殊的结构使得其可以传输任意长度的信息。这就使得卷积LDPC码相比其他结构的LDPC码适合某些特定通信系统,例如,IEEE802.11的无线标准,该标准要求传输以太网帧长度介于64bit至1518bit之间。本文主要对卷积LDPC码的编译码算法进行了比较深入的研究。论文研究了卷积LDPC码的概念;LDPC码校验矩阵的构造方法,其中主要介绍PEG构造方法;LDPC码译码算法,主要介绍了LLR BP算法、BP-Based译码算法以及一些BP-Based算法衍生算法。论文通过对卷积LDPC码的概念的进一步分析,给出了卷积LDPC码的编码方法,并给出相应的仿真;重点研究卷积LDPC码的译码实现,首先给出卷积LDPC码译码器结构,并给出整体仿真流程,然后针对译码过程校验节点的处理方法的不同,分别给出LLR BP算法以及BP-Based算法的校验节点处理的仿真流程,并分析比较不同译码算法的复杂度。论文建立针对卷积LDPC码误码性能的仿真系统,建立仿真流程;分析译码算法、码结构、迭代次数对卷积LDPC码误码性能的影响;研究使用归一化BP-Based译码算法以及偏移BP-Based译码算法的卷积LDPC码的误码性能,并讨论具体归一化参数以及偏移参数的选择。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题背景及研究意义  8-9
  1.2 LDPC码国内外研究现状  9-12
    1.2.1 LDPC码的码结构研究  9-10
    1.2.2 LDPC译码算法及译码结构改进  10-11
    1.2.3 LDPC码在实际中的应用  11
    1.2.4 卷积LDPC码研究现状  11-12
  1.3 本文主要研究内容与结构安排  12-13
第2章卷积LDPC码原理及LDPC码编译码方法  13-31
  2.1 卷积LDPC码原理  13-15
    2.1.1 LDPC码的定义  13-14
    2.1.2 卷积LDPC码的定义  14-15
  2.2 LDPC码校验矩阵构造方法  15-22
    2.2.1 Gallager构造方法  15-16
    2.2.2 PEG构造方法  16-20
    2.2.3 ACE构造方法  20-22
  2.3 LDPC码译码算法  22-30
    2.3.1 MP算法  23-24
    2.3.2 概率BP译码算法  24-26
    2.3.3 LLR BP译码算法  26-27
    2.3.4 迭代APP译码算法  27-28
    2.3.5 降低BP译码算法复杂度的算法  28
    2.3.6 基于BP-Based译码算法算法的改进算法  28-29
    2.3.7 BPSK调制的AWGN 信道信号BP算法初始化  29-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章卷积LDPC码编译码仿真设计  31-43
  3.1 卷积LDPC码校验矩阵设计  31-33
  3.2 卷积LDPC码编码仿真设计  33-36
    3.2.1 卷积LDPC码编码实现过程  33-34
    3.2.2 卷积LDPC码编码仿真设计  34-36
  3.3 卷积LDPC码译码仿真设计  36-42
    3.3.1 卷积LDPC码译码过程  36-38
    3.3.2 BP译码算法的仿真  38-40
    3.3.3 不同BP译码算法的仿真  40-41
    3.3.4 译码算法的复杂度比较  41-42
  3.4 本章小节  42-43
第4章卷积LDPC码误码性能仿真与分析  43-52
  4.1 卷积LDPC码误码性能仿真系统的建立  43-45
  4.2 卷积LDPC码误码性能分析  45-48
    4.2.1 译码算法对误码性能的影响  45-46
    4.2.2 码结构对误码性能的影响  46-47
    4.2.3 迭代次数对误码性能的影响  47-48
  4.3 BP-Based算法改进算法误码性能分析  48-51
    4.3.1 归一化BP-Based算法的误码性能分析  48-49
    4.3.2 偏移BP-Based算法的误码性能分析  49-51
  4.4 本章小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-58
致谢  58-59

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