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HARQ系统及其编译码技术研究

周秦英  
【摘要】: 本文研究内容来源于纵向课题:“协议802.16d、802.16e中HARQ系统中的自适应编码技术研究”课题和国家自然科学基金资助项目(编号60272067):“LDPC码的编码调制技术研究”课题。本论文主要研究HARQ系统及其编译码技术。在研究了传统的Ⅰ型HARQ系统的基础上,提出了基于卷积码的新Ⅰ、Ⅱ型HARQ系统;在研究Ⅱ、Ⅲ型HARQ系统的基础上,分别提出了基于RCPC码、RCPT码、LDPC码的三种新型HARQ系统,并对这三种新型HARQ系统分别进行了设计、理论分析和仿真。其结果证明了这三种新型HARQ系统的优越性。具体内容和创新点如下: 1.推导了带码合并的I、II和III型HARQ系统通过率和平均重传次数的理论计算公式,对I、II和III型HARQ系统进行理论分析和仿真计算,并且对比理论计算结果和仿真结果,得到的结论对指导设计新型HARQ系统有重要意义; 2.提出了基于卷积码的新Ⅰ、Ⅱ型HARQ系统,并证明其性能的优越性;对新Ⅰ型HARQ系统提出了采用固定重传次数的传输方法;对新Ⅱ型HARQ系统提出了分块归零,在解扩前进行码合并的方法;推导出了分析基于卷积码的新Ⅰ、Ⅱ型HARQ系统性能的理论计算公式;基于对CRC码的研究,提出了扩展缩短CRC码的新概念,并分析其性能,将研究结果应用于某飞机通信设备中; 3.提出了基于RCPC码的新型HARQ系统并证明其性能的优越性;总结出在同步CDMA系统中,在高斯白噪声(AWGN)信道条件下的最佳分块方案,使新型HARQ系统获得最佳性能;推导出了分析基于RCPC码的新Ⅰ、Ⅱ型HARQ系统性能的理论计算公式; 4、提出了基于RCPT码的新型HARQ系统,并对新型HARQ系统进行了结构设计,设计的模块有新型FEC模块、新型纠错译码器、新型交织器Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,并证明其性能的优越性;总结出在同步CDMA系统中,在高斯白噪声信道条件下的最佳分块方案;在异步CDMA系统中,在高斯白噪声信道、平坦瑞利衰落信道和频率选择性瑞利衰落信道条件下的最佳分块方案,使新型HARQ系统获得最佳性能;给出了分析基于RCPT码的新型HARQ系统性能的理论计算公式; 5、基于RC-LDPC码构造新型HARQ系统,根据相应的理论进行了HARQ系统编码和译码的模块设计。根据非规则码的密度进化理论推导出RC-LDPC码的密度进化公式。将差分进化理论应用在搜索删余因子上,可以快速搜索出不同度数变量节点的删余因子。得到的删余LDPC码在搜索出的门限附近有很好的性能。


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