CDMA扩频通信系统中的编码方法研究

【摘要】：本文研究了扩频通信系统中的编码问题。扩频码设计是扩频通信系统的核心课题之一，以扩频码的相关特性为主要研究指标，构造了奇周期互补扩频码集，讨论了具有优良相关性的扩频码的设计；差错控制编码是扩频通信系统另一项核心技术，研究了能以较低译码复杂度逼近信道容量的低密度校验(LDPC)码，提出了一类性能优良的代数构造LDPC码，研究了在中、短长度与LDPC码性能接近的复数旋转码的迭代译码。 定义了各码序列的奇周期自相关函数的和是一个冲击函数的奇周期互补码集；基于奇完备几乎二元扩频码构造了奇周期二元互补集。讨论了奇周期二元互补集的综合方法；指出了奇周期互补码集和周期互补码集的关系：若集中各码序列的长度Ⅳ是奇数，周期二元互补码集和奇周期二元互补码集可相互转换，由此得到新的周期互补码集。 提出了一种称为扩展d-型扩频码的新家族，用TN扩频码族构造了在Welch界意义下具有最优周期互相关性的二元扩展TN扩频码族。作为一个例子，由Mersenne素数周期的L扩频码构造了最优互相关性的二元扩展TN扩频码族。 基于光正交码构造了规则LDPC码，称为OOC-LDPC码，将矩阵的行、列分解技术、组合重叠技术用于新构造的OOC-LDPC码，得到各种不同码率和码长的扩展OOC-LDPC码，用BP迭代译码算法在AWGN信道下进行仿真，新构造码显示了良好的性能，新构造的规则OOC-LDPC码及扩展OOC-LDPC码具有准循环的结构，编码简单。 在规则OOC-LDPC码的基础上构造了不规则OOC-LDPC码，适当设计的不规则码可以有效地改进规则码的性能，同样不规则OOC-LDPC码具有准循环的结构，其编码复杂度与码长呈线性关系。 LDPC码和一步大数逻辑可译码都可以由每个码元的一个正交校验集来 第11页 西南交通大学博士研究生学位论文 定义，本文研究了作为一步大数逻辑可译码一类的复数旋转码的BP迭代译码， 并与一步大数逻辑可译码的差分循环(DSC)码和有限几何码进行了比较，它们 有非常接近的译码效果，在中、短长度都略优于相近参数的随机LDPC码，且 复数旋转码的参数选择比DSC码和有限几何码更灵活。 同时本文针对BP译码算法复杂度较高的缺点，根据复数旋转码的特点提 出了两种低复杂度的迭代译码方法，与BP译码方法相比，这两种译码方法的 译码复杂度极大地降低了。研究了高复杂度的BP迭代译码和快速简单的传统 代数译码方法结合的译码性能。 关键词:扩频通信系统;扩频码;置信传播迭代译码;LDPC码;复数旋转码