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比特交织编码调制及迭代系统映射设计和性能分析

作　者: 姜惠云
导　师: 谢磊
学　校: 浙江大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: LDPC码 比特交织编码调制 映射 EXIT图
分类号: TN911.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


基于低密度校验码(Low-Density Parity-Check, LDPC)的比特交织编码调制(Bit-Interleaved Coded-Modulation, BICM)系统及其迭代系统(Iterative Decoding)由于其灵活的设计架构、高效的频谱利用率和突出的译码性能等优点,得到了广泛的关注。本论文主要研究基于LDPC码的比特交织编码调制及迭代系统的映射设计和基于高阶调制下外部信息转移图(Extrinsic Information Transfer Chart, EXIT图)的映射性能分析。在总结分析几种经典基于欧氏距离的设计准则基础上,研究不同系统的最优星座映射设计。针对其适用范围的局限性,提出了一种基于比特互信息的度量方法。由于不仅考虑了星座点的空间分布和映射策略对系统性能的影响,还表征了不同译码器对调制信息不同程度利用造成的差异,因而比特互信息准则具有更好的通用性(同时适用于BICM系统和BICM-ID系统)。在保持最小平方欧氏调和均值最大的条件下,通过比特互信息设计准则分析获得了16QAM和64QAM下的最优映射。为了对映射性能进行更加直观的分析,我们引入了EXIT图分析工具。针对传统EXIT图在基于LDPC码的多进制调制中应用的局限性,我们根据变量节点信息更新方式的不同,改进了EXIT图在变量节点译码器(VND)中的计算过程,完善了非BPSK条件下具体EXIT图实现方案,并将高阶调制下EXIT分析工具应用在映射性能比较分析中。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第一章 绪论  9-23
  1.1 引言  9
  1.2 数字通信模型  9-11
  1.3 接近Shannon限的信道编码  11-12
  1.4 LDPC码的发展和研究现状  12-15
    1.4.1 LDPC码的构造  13
    1.4.2 LDPC码的译码算法  13-14
    1.4.3 LDPC码性能分析工具  14-15
  1.5 LDPC码的译码算法介绍  15-21
    1.5.1 经典二进制BP译码算法  15-17
    1.5.2 高阶调制下基于符号的BP译码算法  17-21
  1.6 本文的组织架构  21-23
第二章 基于LDPC码的比特交织编码调制及迭代系统  23-35
  2.1 引言  23
  2.2 编码调制技术的发展  23-24
  2.3 比特交织编码调制系统(BICM)原理  24-25
  2.4 比特交织编码调制迭代系统(BICM-ID)原理  25-29
    2.4.1 基于LDPC码的BICM-ID硬判决反馈系统  26-28
    2.4.2 基于LDPC码的BICM-ID软判决反馈系统  28-29
  2.5 基于LDPC码的BICM-ID系统简化仿真方法  29-34
    2.5.1 简化仿真方法基本原理  30-31
    2.5.2 简化模型适用条件分析  31-32
    2.5.3 基于LDPC码的BICM-ID简化仿真方法  32-34
    2.5.4 仿真结果分析  34
  2.6 本章小结  34-35
第三章 基于LDPC码比特交织编码调制及迭代系统映射设计  35-56
  3.1 引言  35
  3.2 映射设计的重要性  35-36
  3.3 映射设计研究现状  36-37
  3.4 比特交织编码调制系统及迭代系统中映射设计准则  37-47
    3.4.1 BICM系统中基于欧氏距离的设计准则  38-40
    3.4.2 B1CM-1D系统中基于初始置信度的设计准则  40-43
    3.4.3 基于比特互信息的设计准则  43-47
  3.5 仿真结果分析  47-54
    3.5.1 16QAM调制下的映射设计比较  47-49
    3.5.2 64QAM调制下的映射设计比较  49-54
  3.6 本章小结  54-56
第四章 高阶调制下基于EXIT图的映射性能分析  56-74
  4.1 引言  56
  4.2 EXIT图的研究现状  56-58
  4.3 EXIT图基本原理介绍  58-65
    4.3.1 传统的EXIT图理论  58-62
    4.3.2 基于LDPC码的EXIT图理论分析  62-65
  4.4 高阶调制下EXIT曲线图实现方法  65-68
    4.4.1 BPSK下的EXIT图应用条件分析  65
    4.4.2 高阶调制信道下EXIT图实现  65-68
  4.5 基于高阶调制下EXIT图分析工具的映射性能分析  68-72
    4.5.1 16QAM调制下的映射性能分析  68-71
    4.5.2 64QAM调制下的映射性能分析  71-72
  4.6 本章小结  72-74
第五章 总结与展望  74-75
参考文献  75-79
攻读学位期间取得的学术成果  79

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信息论
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