LDPC码译码算法的研究及应用

论文摘要

LDPC码是一种接近香农限的线性分组码,在极低的信噪比环境下仍能获得优异的误码率性能,已成为当今信道编码领域最受瞩目的研究热点之一,已被列为第四代移动通信系统的关键技术,在未来高速宽带无线通信中具有良好的应用前景。本文的主要工作包括:首先,在分析LDPC码的Tanner图表示、构造方法和编码方法等基本理论的基础上,通过计算机仿真和理论分析说明码长、列重和迭代次数对LDPC码误码性能的影响。然后,针对基于Tanh法则和基于Gallager方案的LLR-BP算法的校验节点更新过程中存在双曲正切函数而引起的译码计算复杂问题,从降低计算复杂度的角度出发,对双曲正切函数进行分段线性拟合,提出基于Tanh法则和基于Gallager方案的LLR-BP算法的改进译码算法。理论分析和仿真结果证明改进的译码算法与原LLR-BP算法相比在计算复杂度和性能方面具有优越性。最后,构建基于LDPC码的OFDM系统仿真模型,将基于Tanh法则的LLR-BP算法及其改进译码算法修正后应用到基于LDPC码的OFDM系统中。基于IEEE 802.11a标准,在加性高斯白噪声信道下,对基于LDPC码的OFDM系统的性能进行初步仿真,仿真结果表明:LDPC码能在一定程度上改善OFDM系统的性能;在2PSK、QPSK和16QAM调制方式下,当LDPC码采用（多电平调制下）基于Tanh法则的LLR-BP算法的改进算法译码时,基于LDPC码的OFDM系统性能略优于采用（多电平调制下）基于Tanh法则的LLR-BP算法译码时的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 设计参数对LDPC 码性能的影响
• 1.1 LDPC 码的 Tanner 图表示及其分类
• 1.1.1 LDPC 码的Tanner 图表示
• 1.1.2 LDPC 码的分类
• 1.2 LDPC 码的构造方法
• 1.2.1 Gallager 的构造方法
• 1.2.2 Mackay 的构造方法
• 1.3 LDPC 码的编码算法
• 1.3.1 LDPC 码的传统编码算法
• 1.3.2 基于近似下三角校验矩阵的线性编码
• 1.4 设计参数对LDPC 码性能的影响
• 1.4.1 码长对LDPC 码性能的影响
• 1.4.2 列重对LDPC 码性能的影响
• 1.4.3 迭代次数对LDPC 码性能的影响
• 1.5 本章小结
• 第二章 LLR-BP 算法的简化译码算法研究
• 2.1 硬判决译码算法
• 2.2 BP 算法
• 2.2.1 概率域BP 算法
• 2.2.2 LLR-BP 算法
• 2.3 LLR-BP 算法的简化译码算法
• 2.3.1 最小和算法
• 2.3.2 归一化BP 算法
• 2.3.3 偏置BP 算法
• 2.3.4 简化译码算法性能仿真分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 LLR-BP 算法的改进译码算法研究
• 3.1 双曲正切函数的分段线性拟合
• 3.2 LLR-BP 算法的改进译码算法
• 3.2.1 基于Tanh 法则的LLR-BP 算法的改进译码算法
• 3.2.2 基于Gallager 方案的LLR-BP 算法的改进译码算法
• 3.3 改进译码算法计算复杂度
• 3.4 改进译码算法性能仿真
• 3.5 本章小结
• 第四章 LDPC 码在OFDM 系统中的应用研究
• 4.1 基于LDPC 码的OFDM 系统仿真模型
• 4.1.1 OFDM 基本原理
• 4.1.2 OFDM 系统中的编码技术
• 4.1.3 基于LDPC 码的OFDM 系统仿真模型
• 4.2 OFDM 系统中多电平调制下LDPC 码译码算法
• 4.3 基于LDPC 码的OFDM 系统性能仿真
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要