基于IR_HARQ系统的LDPC码改进译码方式研究

论文摘要

LDPC码的IR_HARQ方式,通过在重传时增加校验比特或对信息比特打孔两种方式降低码率,从而获得纠错能力更强的码。由于重传过程只需传输部分校验比特,相比其他HARQ方式,LDPC码的IR_HARQ方式能够得到更好的吞吐量性能,但它同时要求LDPC码具有码率兼容的特性。目前的研究主要集中在如何构造LDPC码方面,译码解决方案成为被忽视的问题。本文提出了一种基于IR_HARQ系统的LDPC码的改进译码方法。3σ原理指出,在n比特的分组中出现错误比特的个数大于3σ错误区间t 3σ的概率( )P t≥t 3σ1,因此,根据译码前后的误比特率能够计算出译码前后的错误比特数。结果表明,一次译码之后,一帧中绝大部分的错误比特能够被正确译码。如何在重传译码过程中利用已纠正比特所提供的有效信息成为提高重传译码性能的关键所在。本文对改进后译码方法的具体实现进行了研究。改进译码方法由信道的信噪比特性确定上次译码过程所能提供的信息量,从而确定加权系数以实现对上次译码结果的有效利用。由于绝大多数错误比特在一次译码过程中都可以被纠正,在重传过程中使用新的初始软信息相当于对信息传输过程中的失真进行了一定程度的弥补。同时,LDPC码采用软信息迭代译码,信道的信噪比特性是译码时必须的参数,而加权系数与上次译码结果的乘法运算和迭代译码的计算量相比微不足道,因此,改进译码方法在提高重传译码性能、减少迭代次数的同时,并不会增加译码器额外的复杂度。本文选用802.16标准中的(2304, 1920)LDPC码和(2304, 1728)LDPC码作为纠错码,在AWGN信道下,采用BPSK调制和停等协议,对新旧译码方法的吞吐量和迭代次数进行了比较。仿真结果表明,在信噪比相对较低的范围内,新的译码方法可以使吞吐量提高2%～20%,新方法显示了在低信噪比下的性能优越性;而在信噪比相对较高的范围内,新译码方法对吞吐量的提高并不明显,但迭代次数减少了5%～20%。

论文目录

摘要

Abstract

第一章引言

1.1 研究背景

1.2 论文结构安排及主要成果

第二章 LDPC 码概述

2.1 纠错码简介

2.1.1 线性分组码

2.1.2 卷积码

2.2 LDPC 码简介

2.2.1 LDPC 码的定义

2.2.2 LDPC 码的结构编码

2.2.3 LDPC 码的译码

2.3 本章小结

第三章 HARQ 简述

3.1 ARQ 协议

3.1.1 SAW 停等ARQ 协议

3.1.2 GBN 回退N 步ARQ 协议

3.1.3 SR 选择重传ARQ 协议

3.1.4 ARQ 协议的性能估计

3.2 HARQ 方式的简介和性能分析

3.2.1 HARQ 的基本类型

3.2.2 HARQ 性能分析

3.3 本章小结

HARQ 方式下LDPC 码的改进译码方法'>第四章 IR_HARQ 方式下LDPC 码的改进译码方法

4.1 改进译码方法的理论依据

4.1.1 3σ原理

4.1.2 理论依据

HARQ 方式实现原理'>4.2 IR_HARQ 方式实现原理

HARQ 方式下基于LDPC 码的改进译码方法'>4.3 IR_HARQ 方式下基于LDPC 码的改进译码方法

BP 译码过程'>4.3.1 一般的LLR_BP 译码过程

HARQ 的改进译码算法'>4.3.2 扩展方式下IR_HARQ 的改进译码算法

HARQ 方式的改进译码算法'>4.3.3 信息比特穿孔下IR_HARQ 方式的改进译码算法

4.4 本章小结

第五章仿真结果与分析

HARQ 方式的仿真结果'>5.1 信息比特穿孔IR_HARQ 方式的仿真结果

5.1.1 码结构分析

5.1.2 校验比特计算

5.1.3 仿真结果

HARQ 方式的仿真结果'>5.2 直接增加校验位的IR_HARQ 方式的仿真结果

5.2.1 码结构分析和校验比特计算

5.2.2 仿真结果

5.3 本章小结

第六章改进译码方法在多阶调制和自适应调制中的应用

6.1 自适应调制简介

6.2 多阶调制的软信息提取

6.2.1 M-QAM 的软信息提取

6.2.2 4-QAM 的软信息提取

6.2.3 16-QAM 软信息提取

6.2.4 64-QAM 软信息提取

6.3 LDPC 码的自适应调制

6.4 仿真结果

6.4.1 多阶调制仿真结果

6.4.2 自适应调制仿真结果

6.5 本章小结

第七章结论

7.1 本文工作总结

7.2 未来工作展望

致谢

参考文献

个人简历

攻读硕士学位期间参与的科研项目

攻读硕士学位期间发表论文

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