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低密度奇偶校验码及其并行级联构造的研究

2020-11-23阅读(726)

低密度奇偶校验码及其并行级联构造的研究

论文摘要

信道编码技术是未来宽带无线通信系统中关键技术之一，而LDPC（LowDensity Parity Check，低密度奇偶校验）码具有逼近Shannon限的性能，是信道编码研究领域的一个热点。本论文研究了LDPC码相关技术及其并行级联构造。论文分为八章。第一章介绍论文研究背景、研究内容及主要贡献。第二章介绍LDPC的基本原理，包括其二分图结构、校验矩阵构造方法及若干经典译码算法。 第三章中，在理论分析LDPC码译码器输出对数似然比信息的幅度均值的基础上，为LDPC码译码器设计了一种低复杂度的迭代终止准则——CMM准则。与其它迭代终止准则相比，CMM准则运算复杂度低，存储空间占用量少。仿真结果表明，CMM准则可有效降低LDPC码译码器的平均迭代次数，从而节省译码器运算量，降低译码器时延。仿真结果还表明，CMM准则的最佳参数对码长、码率、信道信噪比、信道种类都不敏感，具有较好的工程应用前景。 第四章研究了LDPC码译码器在不同信道状态、调制方式下对信噪比失配的敏感程度。然后分别针对高阶调制环境和瑞利衰落环境，对AWGN信道中在线信噪比估计算法进行推广，并获得了两种低复杂度盲信噪比估计算法。仿真结果表明，本文介绍的两种信噪比估计算法在LDPC码译码器中应用时具有较好的性能。 受Turbo码构造思想启发，将LDPC码应用于并行级联结构中，即可获得一类新型编码——PCGC（Parallel Concatenated Gallager Code，并行级联Gallager码）。第五章介绍了PCGC的编、译码器结构及概率域译码算法，并推导获得PCGC的对数域译码算法——PCGC-Log-BP算法，以及一种复杂度更低的归一化PCGC-Min-Sum算法。计算机仿真结果表明，PCGC-Log-BP算法与PCGC概率域译码算法在性能上基本相同，但PCGC-Log-BP算法具有较低运算复杂度，因此更适用于工程实现。同时仿真结果表明，适当设置归一化PCGC-Min-Sum算法的归一化因子，即能获得逼近PCGC-Log-BP算法的译码性能。 第六章推导了PCGC子码的理论EXIT图，为PCGC的理论分析提供了一个有力的工具。然后本文用其指导PCGC子译码器MLIN(Maximum Local Iteration

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 缩略词
  • 第一章 绪论
  • 1.1 信道编码技术简介
  • 1.1.1 信道编码研究的起源
  • 1.1.2 早期的信道编码研究
  • 1.1.3 逼近Shannon限的信道编码
  • 1.2 论文的研究工作和主要贡献
  • 第二章 LDPC码的原理与技术
  • 2.1 LDPC的图模型
  • 2.2 LDPC的构造
  • 2.2.1 Mackay的LDPC码构造方法
  • 2.2.2 有限几何LDPC码构造方法
  • 2.2.3 PEG码构造方法
  • 2.3 LDPC的译码
  • 2.3.1 硬判决译码算法
  • 2.3.2 软判决译码算法
  • 2.4 小结
  • 第三章 LDPC码译码器中迭代终止准则的研究
  • 3.1 终止准则的研究现状
  • 3.1.1 CE终止准则
  • 3.1.2 HDA终止准则
  • 3.2 CMM终止准则
  • 3.2.1 LDPC码译码器输出LLR的理论分析
  • 3.2.2 低复杂度的CMM迭代终止准则
  • 3.2.3 迭代终止准则复杂度分析比较
  • 3.3 计算机仿真与分析
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 LDPC码译码器中信噪比估计算法的研究
  • 4.1 基于统计量的SNR估计算法
  • 4.1.1 在线估计算法
  • 4.1.2 Reed估计算法
  • 4.2 高阶调制时的SNR估计算法
  • 4.3 瑞利信道中的SNR估计算法
  • 4.4 仿真结果与比较
  • 4.5 小结
  • 第五章 LDPC码的并行级联构造及其低复杂度译码算法
  • 5.1 PCGC原理
  • 5.1.1 PCGC编码器
  • 5.1.2 PCGC译码器及其算法
  • 5.2 PCGC低复杂度译码算法
  • 5.2.1 PCGC对数域译码算法
  • 5.2.2 归一化PCGC-Min-Sum译码算法
  • 5.3 仿真结果与比较
  • 5.4 小结
  • 第六章 基于EXIT图分析的PCGC译码器研究
  • 6.1 PCGC内迭代次数研究
  • 6.1.1 PCGC子译码器的EXIT图
  • 6.1.2 基于EXIT图分析的MLIN设置
  • 6.2 PCGC外迭代次数研究
  • 6.3 仿真结果与比较
  • 6.4 小结
  • 第七章 基于EXIT图分析的PCGC子码设计
  • 7.1 子码校验矩阵的EXIT图分析
  • 7.1.1 子码校验矩阵的MCW对EXIT图的影响
  • 7.1.2 子码信息节点度分布对EXIT图的影响
  • 7.1.3 本节小结
  • 7.2 子码校验矩阵的优化设计
  • 7.2.1 子码校验矩阵优化构造
  • 7.2.2 子码编码复杂度分析
  • 7.2.3 本节小结
  • 7.3 仿真结果与比较
  • 7.4 小结
  • 第八章 全文总结
  • 8.1 本论文已取得的研究成果
  • 8.2 可进一步研究的一些问题
  • 致谢
  • 作者攻读博士学位期间的论文和贡献
  • 参考文献

    • 相关论文文献

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    • [3].电子技术课程的混合式教学设计与实施——以《译码器74LS138及其应用》为例[J]. 教育教学论坛 2020(14)
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