LDPC碼研究及其在超寬帶中的應用.pdf

1、相對有線網(wǎng)絡，無線網(wǎng)絡最大的優(yōu)點是可移動性，但是卻要面對惡劣無線通信環(huán)境和有限頻譜資源的挑戰(zhàn)。與此同時，人們對無線通信系統(tǒng)的要求卻仍在不斷提高，希望其提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、成本更低、功耗更小。在這樣的背景下，超寬帶(Ultra-Wideband，UWB)技術(shù)引起了人們的重視，已逐漸成為無線通信領(lǐng)域研究、開發(fā)的一個熱點，并被視為下一代無線通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。 正交頻分復用(Orthogonal Frequency Divis

2、ion Multiplexing，OFDM)技術(shù)，由于具有頻譜利用率高、抗多徑能力強、信道均衡需求相對簡單等優(yōu)點，特別適合于寬帶無線通信。 低密度校驗碼(LOW Density Par’ity Check Codes，LDPC碼)是 Gallager 最早于1963年提出的一種具有稀疏校驗矩陣的分組碼，它具有非常好的特點：性能接近香農(nóng)限，描述和實現(xiàn)簡單，易于進行理論分析和研究，譯碼簡單且可實現(xiàn)并行操作，適合硬件實現(xiàn)?，F(xiàn)在，L

3、DPC 碼已經(jīng)成為糾錯編碼領(lǐng)域里的研究熱點，它在許多領(lǐng)域具有極其廣泛的應用前景。 本學位論文著重研究 LDPC 編譯碼技術(shù)，主要研究內(nèi)容包括 LDPC 的編碼算法、譯碼算法，構(gòu)造算法的選擇和在此基礎(chǔ)上對不同譯碼算法的性能仿真分析。根據(jù)現(xiàn)有算法提出了一種震蕩補償Corrected BP based 算法并在 AWGN 信道與超寬帶信道下進行了性能仿真，仿真結(jié)果表明，我們提出的算法在復雜度與震蕩補償算法相比有所降低的情況下取得了

4、基本相同的性能。提出并實現(xiàn)了一種可以計算出LDPC編碼二分圖中每個節(jié)點的 Girth 和長度等于 Girth 的環(huán)的數(shù)目的算法，利用該算法結(jié)果可以從應用同一個次數(shù)分布對生成的中短碼長 LDPC ensemble 中找到性能好的 LDPC 碼，也可以利用這種算法對譯碼算法做出改進。 第一章序論簡要介紹了 UWB 系統(tǒng)的概念，正交頻分復用技術(shù)和信道編碼技術(shù)。 第二章概述了 OFDM 技術(shù)的基本概念、頻譜利用率，收發(fā)機

5、結(jié)構(gòu)等等，闡述了 UWB 無線通信技術(shù)的基本概念以及基于 OFDM 技術(shù)的超寬帶系統(tǒng)方案。 第三章介紹了 LDPC 碼的原理，LDPC 碼的各種構(gòu)造方法，在 AWGN 信道下對 LDPC 碼不同迭代次數(shù)下的性能，LDPC 碼可檢驗碼字特性進行了仿真，對具有相同碼長碼率的規(guī)則 LDPC 碼，非規(guī)則 LDPC 碼的性能進行了性能仿真并與具有相同碼率的卷積碼進行了比較。根據(jù)圖的深度優(yōu)先遍歷算法提出并實現(xiàn)了一種可以計算出每個節(jié)點的

6、Girth 及長度等于 Girth 的環(huán)的數(shù)量的算法。利用該算法結(jié)果可以從應用同一個次數(shù)分布對生成的中短碼長 LDPC ensemble 中找到性能好的 LDPC 碼，也可以利用這種算法對譯碼算法做出改進。 第四章介紹了 LDPC 碼的各種譯碼算法，包括置信傳播 (Belief Propagation，BP) 算法，最小和(Min．Sum) 算法，Normalized：BP-Based算法，Offset BP-Based 算

7、法，Corrected BP-Based算法，信息節(jié)點端的 Normalized BP算法和 Offset BP 算法，震蕩補償 LLR-BP 算法 (Oscillation-based LLR-BP)，一種基于概率策略的改進BP譯碼算法，并對其中的一些譯碼算法在 AWGN 信道和超寬帶信道下進行了性能比較。結(jié)合震蕩補償算法與 Corrected BP-Based 算法提出了一種新的譯碼算法并在 AWGN信道與超寬帶信道下進行了性能仿真