EG_LDPC码及其在B3G系统中的应用

论文摘要

移动通信的强大魅力就是它能为人们提供固话所不及的灵活、高效的通信方式,但也使移动通信系统的开发和实现比有线通信系统更困难。实际上,移动无线信道是通信中最难预测的通信信道之一。为此,人们不断地研究和寻找多种先进的通信技术以提高移动通信的性能,纠错编码就是这样一种技术。如在下一代移动通信的提案中,都提到了采用低密度校验码（Low-Density Parity-Check code,LDPC code）。LDPC码是当今编码领域的研究热点,它是一种具有稀疏校验矩阵的线性分组纠错码,其性能逼近香农限,描述和实现简单,易于进行理论分析和研究,译码简单且可实现并行操作,适合硬件实现,相比传统的纠错码有很优异的特点,具有非常广泛的应用前景。传统的LDPC码的构造采用计算机随机搜索,耗时长,实现复杂,相比之下,利用图论、组合代数等结构化方法设计出的LDPC能有效地降低构造复杂度,并且保证了性能优良;特别是利用有限几何构造的具有准循环特点的LDCP码更有编码简单、译码并行度高的优点,成为未来移动通信系统中是一种极有潜力的编码方式。本论文研究了具有代数结构的欧氏几何EG（Euclidean Geometries）LDPC码的构造,并通过理论分析,如密度进化、EXIT图和仿真实现比较了EGLDPC码和随机方法构造的LDPC码的性能,实现复杂度。仿真表明,EGLDPC码具有和随机LDPC码相当的性能,尤其中短码的性能比随机码优越,但其实现的复杂度大大低于随机构造的码;与此同时EGLDPC码也有其固有的缺陷:码率和码长受到一定的限制,不能做到随意构造,这是EGLDPC码乃至所有代数结构的LDPC码需要解决的问题。本论文还研究了EGLDPC码在B3G系统中的运用,并通过仿真把EGLDPC码和随机LDPC码在B3G系统链路上作了对比,发现EG-LDPC码在B3G链路上具有优异的性能;并成功的将我实验室B3G项目中的随机LDPC码替换成码长相当、码率基本相同的EGLDPC码,这将大大降低硬件实现的复杂度、减少资源的使用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 LDPC 码及B3G系统概述
• 1.1 引言
• 1.2 LDPC 码
• 1.2.1 LDPC 码的定义
• 1.2.2 LDPC 码的分类
• 1.2.3 LDPC 码的BP 译码算法
• 1.3 B3G系统概述及编码设计
• 1.3.1 B3G项目指标和方案
• 1.3.1.1 系统业务及要求
• 1.3.1.2 设计目标和方案
• 1.3.2 编码初始方案的设计及构造
• 1.3.3 存在的问题
• LDPC 码的构造及性能'>第二章 EG_LDPC 码的构造及性能
• LDPC 码的构造'>2.1 EG_LDPC 码的构造
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 Ι类欧氏有限几何LDPC 码
• 2.1.3 Π类欧氏有限几何LDPC 码
• 2.1.4 校验矩阵的行列分解
• LDPC 码的仿真性能'>2.2 EG_LDPC 码的仿真性能
• 2.3 本章小结
• LDPC 的编码及敛散性分析'>第三章 EG_LDPC 的编码及敛散性分析
• LDPC 的编码'>3.1 EG_LDPC 的编码
• 3.1.1 从H 矩阵生成G 矩阵
• LDPC 码的串、并行编码'>3.1.2 EG_LDPC 码的串、并行编码
• LDPC 的两步骤编码方法'>3.1.3 EG_LDPC 的两步骤编码方法
• LDPC 码的敛散性分析'>3.2 EG_LDPC 码的敛散性分析
• 3.2.1 密度进化理论
• 3.2.1.1 密度进化理论的基本条件
• 3.2.1.2 密度进化原理
• 3.2.1.3 密度进化理论的简化
• LDPC 码的高斯估计'>3.2.2 EG_LDPC 码的高斯估计
• 3.2.2.1 规则码的高斯估计
• 3.2.2.2 非规则码的高斯估计
• LDPC 码的EXIT 图分析'>3.2.3 EG_LDPC 码的EXIT 图分析
• 3.2.3.1 EXIT 图的原理和译码器模型
• 3.2.3.2 EXIT 图的应用推广
• 3.3 本章小结
• LDPC 码在B3G中的运用'>第四章 EG_LDPC 码在B3G中的运用
• LDPC 码设计方案'>4.1 EG_LDPC 码设计方案
• 4.2 码字的构造
• 4.3 编译码器模块设计
• 4.4 仿真条件及性能
• 4.5 本章小结
• 第五章 全文总结及未来研究方向
• 5.1 全文总结
• 5.2 对下一步工作的建义以及未来研究的方向
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间的研究成果