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《西安电子科技大学》 2009年
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多进制LDPC码的编译码算法及结构研究

吴晓丽  
【摘要】: 到目前为止,在信道编码领域,Turbo码和低密度奇偶校验(LDPC; Low-Density Parity-Check)码是最好的两种码,它们都有接近Shannon限的性能,已经被应用到通信的各个领域。与Turbo码相比,LDPC码以其较低的译码复杂度、灵活的码速正在占据主导地位,尤其是多进制LDPC码,有着更强的纠突发噪声和随机噪声的能力,特别适合于高阶调制系统。迎合现代通信的高要求。 目前,对二进制LDPC码的研究已经比较成熟,包括二进制LDPC编码和译码算法、性能分析方法、基于高斯白噪声信道和瑞利衰落信道非规则码的最佳度分的搜索算法。但对于多进制LDPC码,尽管二进制LDPC码的许多结论可以应用到多进制LDPC码领域,但高复杂度限制了其的实际应用,包括降低多进制LDPC码的编译码复杂度、非规则码的最佳度分布函数搜索、校验矩阵的构造还有待于继续研究。本文针对多进制LDPC码的低复杂度译码算法、非规则码的最佳度分布搜索算法和结构展开研究,具体包括: 1.研究了二进制LDPC码基本的和积译码算法以及对数域的和积译码算法,在此基础上,研究了多进制LDPC码的几种编码算法、SPA译码算法,以及对数域的SPA译码算法,仿真比较了在相同条件下多进制LDPC码相对于二进制LDPC码的性能优势。 2.研究了二进制LDPC码校验矩阵的构造算法,包括最佳度序列的搜索算法和校验矩阵的构造算法。利用二进制LDPC码的密度进化算法并结合差分分解算法和计算机搜索,给出了多径瑞利衰落信道的最佳度分布序列。通过计算机仿真,分析比较了最好的规则LDPC码和具有最佳度分布序列的非规则二进制LDPC码在白噪声信道和多径瑞利衰落信道性能;研究了二进制LDPC码的EXIT图法,进而推广到多进制LDPC码。分析了多进制LDPC码的EXIT图法,并利用此方法,结合差分分解算法和计算机搜索,给出了非规则多进制LDPC码在高斯白噪声信道的最佳度分布序列。仿真比较了这种多进制LDPC码的性能。 3.研究了多进制LDPC码快速、低复杂度的译码算法,包括最小和算法和扩展的最小和算法,提出了一种降低复杂度的译码算法并进行了仿真,结果显示:与改进前相比,性能降低了0.3dB,但降低了译码复杂度,提高了译码效率。 4.提出了用多进制LDPC码代替RS码与二进制Turbo码构成NLDPC-Turbo级联码,这种级联码一方面因为多进制LDPC码内部固有的交织特性不需要加交织器,克服交织延时,另一方面,LDPC码的软判决译码器与Turbo码器可以再构成级间迭代,提高纠错能力。 5.针对MIMO-OFDM系统,探讨了多进制LDPC码尤其是基于GF(2p)的多进制LDPC码应用到MIMO-OFDM系统的性能,仿真比较了不同域值NLDPC-MIMO-OFDM系统在高斯白噪声信道和多径瑞利衰落信道的性能,并与二进制LDPC-MIMO-OFDM系统性能进行了比较。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN911.22

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