AWGN信道上Rateless Code的研究.pdf

1、頻譜共享無(wú)線通信是未來(lái)無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)和要求。它能夠使得多個(gè)異構(gòu)、具有不同體制或分屬于不同運(yùn)營(yíng)商的通信系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)和機(jī)會(huì)式地訪問(wèn)同一共享頻段，實(shí)現(xiàn)頻譜授權(quán)用戶和/或非授權(quán)用戶可靠、和諧地共存，從而有效解決可用無(wú)線頻譜資源日益匱乏的迫切問(wèn)題，同時(shí)顯著提高現(xiàn)有頻譜資源的利用效率。 Rateless Code是一種無(wú)速率約束碼，它具有三個(gè)重要屬性：自適應(yīng)鏈路速率適配、Rateless屬性(流屬性)以及桶積水效應(yīng)。Ratele

2、ss Code可用來(lái)有效實(shí)現(xiàn)頻譜共享無(wú)線傳輸鏈路中的干擾避免、干擾抑制和干擾消除，以及完成鏈路建立和多接入控制等，為有效實(shí)現(xiàn)頻譜共享和多無(wú)線電共存提供新的技術(shù)途徑。本文基于除刪信道上的Rateless Code以及AWGN信道上LDPC碼的相關(guān)技術(shù)，提出了適合于AWGN信道的Rateless Code--AR(Accumulative Rateless)Code，為AWGN信道上Rateless Code的研究作出了一定的貢獻(xiàn)。

3、 本文首先研究了LDPC碼的相關(guān)技術(shù)。研究了LDPC碼的分析優(yōu)化工具--密度進(jìn)化，包括AWGN信道上LDPC碼的三種密度進(jìn)化：BP譯碼算法的密度進(jìn)化、BP譯碼算法密度進(jìn)化的高斯近似、離散域上的密度進(jìn)化，仿真分析表明離散域上的密度進(jìn)化是一種復(fù)雜度低且性能較好的密度進(jìn)化方法；然后介紹了一種新的LDPC碼--IRA碼，提出了IRA碼的離散域上的密度進(jìn)化分析方法；最后研究了LDPC碼Tanner圖的生成工具--PEG(Progressive E

4、dge-Growth)算法，略作修改后提出了IRA碼的信息節(jié)點(diǎn)PEG算法，進(jìn)而提出了IRA碼的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)PEG算法，仿真分析證明了在采用隨機(jī)選擇的情況下IRA碼的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)PEG算法對(duì)于信息節(jié)點(diǎn)PEG算法是沒(méi)有性能損失的。 本文接著轉(zhuǎn)入了AWGN信道上Rateless Code的研究。首先定義了一種適合于AWGN信道非級(jí)聯(lián)形式的Rateless Code--AR Code，并詳述了它的編譯碼方法，它的核心思想是在LT Code的編碼

5、器后面再添加一個(gè)累加器，以使得Tanner圖中編碼節(jié)點(diǎn)的度數(shù)不再為l，從而解決了LT Code工作于AWGN信道的“差錯(cuò)平臺(tái)”問(wèn)題；然后提出了兩種易于實(shí)現(xiàn)且性能較好的AR Code：信息節(jié)點(diǎn)度數(shù)分布類均勻的AR Code和某個(gè)碼率處信息節(jié)點(diǎn)度數(shù)分布受限的AR Code；最后仿真對(duì)比了ARCode和LT Code在AWGN信道上的性能，證明信息節(jié)點(diǎn)度數(shù)分布類均勻的AR Code和某個(gè)碼率處信息節(jié)點(diǎn)度數(shù)分布受限的AR Code均能很好的解決

6、LT Code工作于AWGN信道的“差錯(cuò)平臺(tái)”問(wèn)題，而且某個(gè)碼率處信息節(jié)點(diǎn)度數(shù)分布受限的ARCode的性能甚至明顯優(yōu)于LT Code，基于某個(gè)碼率處信息節(jié)點(diǎn)度數(shù)分布受限的ARCode提出了進(jìn)一步優(yōu)化AR Code的思路。本文最后研究了AR Code的譯碼算法。首先研究了串行BP譯碼算法，利用仿真分析得出了它的收斂速度比并行BP譯碼算法快的結(jié)論，因?yàn)閮煞NBP算法每次迭代的復(fù)雜度幾乎相同，進(jìn)而得出了串行BP算法的復(fù)雜度低于并行BP算法的結(jié)論