低密度校驗碼的理論與應用研究.pdf

1、低密度校驗碼(Low-density parity-check codes,LDPC碼)是一類線性分組碼,其校驗矩陣是稀疏矩陣,采用迭代概率譯碼.由于性能優(yōu)越,LDPC碼有望成為第四代移動通信中的標準信道編碼方案.該文采用理論分析和計算機仿真相結合的方法,對LDPC碼的基本理論和在移動通信系統(tǒng)中的應用展開研究.論文的主要工作包括:1.研究了LDPC碼的基本編譯碼算法.首先,介紹了LDPC碼的編碼方法,并歸納了幾種常用的碼的稀疏校驗矩陣的

2、構造方法;其次,描述了基于因子圖中校驗節(jié)點和變量節(jié)點之間消息傳遞的迭代概率譯碼算法——和乘積算法,給出了LDPC碼譯碼的數(shù)學描述;并且總結了目前編譯碼算法方面的最新研究進展.2.研究了規(guī)則LDPC碼的性能.首先,給出了不同信道環(huán)境(AWGN與Rayleigh)下,幾種不同碼長和碼率的LDPC碼的仿真結果和性能分析,指出,隨機構造的規(guī)則LDPC碼在兩種信道環(huán)境下均可以取得很好的誤比特性能;然后,在該課題組前期多級編碼工作基礎上,提出了一種

3、基于規(guī)則LDPC碼的高效調制多級編碼系統(tǒng),實驗結果表明,所提出的系統(tǒng)既具有很好的功率有效性,又能取得高的頻帶利用率,可為下一帶高速傳輸系統(tǒng)的設計提供參考;最后,分別研究了低碼率和高碼率LDPC碼在靜態(tài)圖像傳輸中的性能,針對幾種不同方案給出了具體的仿真分析,指出,LDPC碼能為圖像傳輸帶來顯著的性能提高,且系統(tǒng)復雜度低,譯碼時延短.3.初步研究了非規(guī)則LDPC碼的性能.分析了非規(guī)則LDPC碼變量節(jié)點的不同度分布引起的內在不等保護(Uneq

4、ual error protection,UEP)原理,提出了一種基于列重增加稀疏校驗矩陣和系統(tǒng)編碼的非規(guī)則LDPC碼的UEP映射方案.仿真采用兩個優(yōu)化的非規(guī)則LDPC碼,分別給出了在AWGN和Rayleigh信道下的實驗結果,指出,采用上述方法設計得到的非規(guī)則碼不僅可以取得比隨機構造的非規(guī)則碼更好的誤比特性能,而且能夠有效實現(xiàn)信息序列中重要比特和碼字中保護度高的比特之間的映射,進一步分析指出,度數(shù)最高的節(jié)點具有最好的保護性能,而度數(shù)不