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串行级联生成阵码编译码算法研究

作　者: 高冰
导　师: 田宝玉
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 低复杂度 LDGM 串行级联LDGM 迭代译码 BICM-ID
分类号: TN911.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 31次
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内容摘要

随着无线通信的发展,对系统的可靠性和有效性要求越来越高。Turbo码和LDPC码获得了接近Shannon限的良好性能,但是由于其编码或者译码复杂度不是最低的,在实现过程中还有优化空间。本文对低密度生成矩阵(LDGM)码进行研究,由于其采用迭代译码方法,译码复杂度低；为系统码的构造,编码复杂度也较低。但由于校验矩阵中存在度为1的节点,导致部分节点的消息不能得到更新,所以LDGM码存在明显的错误平台。为了克服该现象引入了级联构造,构造多层译码结构,每一层都能够纠正部分错误,使下一层需要纠错的比特较少,从而改善了译码性能。引入调制编码技术(BICM-ID),有效提高无线信道传输效率的。本文重点研究了LDGM码的构造,用公式具体推导了其消息迭代译码过程,从复杂度和性能方面进行了分析,得到LDGM码的译码和编码复杂度都很低,但是其性能稍差的结论,定量分析了影响性能的因素。通过仿真验证了不同参数下的性能差异。引入串行级联的概念来消除错误平台,给出了详细的编码及译码消息迭代推导过程,并复杂度和性能两个方面对不同的译码路径进行比较分析,得出串行级联LDGM码在保证了低复杂度的情况下又能达到良好的性能的结论。文中提出了将性能优异的级联LDGM码应用于BICM-ID系统,有效的提高了无线信道传输效率,且由于采用解调器和译码器的消息反馈迭代使性能更好,通过仿真验证了这一结论。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 信道编码的发展  9-13
    1.1.1 通信系统的构成  9-10
    1.1.2 信道编码发展史  10-13
  1.2 低密度构造码字的兴起  13-14
  1.3 BICM系统发展现状  14-15
  1.4 本文主要研究内容及安排  15-17
第二章 LDGM码基础  17-34
  2.1 LDGM码基本形式  17-23
    2.1.1 线性分组码  17-18
    2.1.2 LDPC码基础  18-22
    2.1.3 LDGM码定义及Tanner图表示  22-23
  2.2 生成矩阵构造方法  23-24
  2.3 LDGM码编码  24
  2.4 LDGM码迭代译码  24-29
    2.4.1 概率BP译码算法  25-27
    2.4.2 对数BP译码算法  27-29
  2.5 LDGM码特点  29-30
  2.6 性能分析  30-32
    2.6.1 复杂度分析  30-31
    2.6.2 性能分析  31-32
  2.7 本章小结  32-34
第三章级联LDGM码系统编译码原理  34-46
  3.1 级联系统构成基本原理  34-36
  3.2 级联LDGM码构造  36
  3.3 级联LDGM码两种译码过程  36-41
    3.3.1 内外码消息单独迭代  37-39
    3.3.2 内外码消息反馈迭代  39-41
  3.4 两种消息迭代过程比较  41-42
    3.4.1 消息迭代对性能影响  41-42
    3.4.2 复杂度比较  42
  3.5 性能分析  42-45
  3.6 本章小结  45-46
第四章 SCLDGM-CM:SCLDGM编码调制  46-55
  4.1 基本原理  46-50
    4.1.1 联合编码调制  46-47
    4.1.2 BICM原理概述  47-49
    4.1.3 BICM-ID系统模型  49-50
  4.2 SCLDGM应用于BICM-ID  50-51
  4.3 性能分析  51-53
  4.4 本章小结  53-55
第五章结束语  55-57
  5.1 工作总结  55-56
  5.2 工作展望  56-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
攻读学位期间发表的学术论文目录  61

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