多进制LDPC码编译码算法研究

论文摘要

通过技术演进完善传输体制是改进第四代移动通信(4G)传输性能、提高数字通信系统可靠性最直接有效的途径。而在日臻完善的技术体系里，信道编码技术和调制解调技术占有举足轻重的关键地位，也处于亟待改进的发展阶段，其中尤以信道编码环节更为紧迫。以此为出发点，论文对目前性能最优异的纠错编码方式——LDPC码展开了深入研究与探讨，并以新兴的多进制LDPC码作为课题主体。相对于二进制LDPC码，多进制LDPC码具有纠错能力更高、抗突发错误能力更强的独特优势，适宜与高阶调制相结合，从而提高数据传输速率和频带利用率。以此为导向，论文重点对多进制LDPC码的构造、编码、译码及应用等方面进行研究，以期为多进制LDPC码的实用化发展提供设计参考。首先，紧密跟踪多进制LDPC码的发展趋势，对国内外学者在该领域取得的研究成果进行了总结，并对存在的问题进行了归纳。其次，在概述了多进制LDPC码基本原理的基础上，对其校验矩阵的构造、不同编码方式、不同译码算法分别进行了理论推导和分析，定性论证了各算法在不同应用指标方面的优缺点。然后，在高斯白噪声信道下结合BPSK调制，建立系统仿真模型，对影响多进制LDPC码性能的因素包括构造方法、译码算法、码长、码率及迭代次数等参数进行仿真，对仿真结果进行了定量分析，确定最优的参数组合方案。最后，在阐述了连续相位调制(CPM)基本原理、调制解调方法的基础上，为进一步提高系统频带利用率和功率利用率，将多进制LDPC码与高阶CPM相结合，建立编码调制优化组合系统模型，设计解调译码迭代接收机制，对所选参数进行仿真论证，为后续硬件设计与应用推广奠定了一定的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景和研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 构造方面
• 1.2.2 编码方面
• 1.2.3 译码方面
• 1.3 本文主要研究内容及章节安排
• 第2章 多进制 LDPC 码编码和译码算法研究
• 2.1 Galois 域
• 2.1.1 Galois 域定义
• 2.1.2 扩展域 GF（2m）的构造
• 2.2 多进制 LDPC 基本原理
• 2.2.1 LDPC 码概述
• 2.2.2 LDPC 码定义及 Tanner 图表示
• 2.3 多进制 LDPC 码校验矩阵构造
• 2.3.1 Gallager 随机构造方法
• 2.3.2 基于 PEG 的校验矩阵构造
• 2.3.3 PS 结构化构造
• 2.3.4 QC 结构化构造
• 2.4 多进制 LDPC 码基于下三角编码
• 2.5 多进制 LDPC 码译码算法
• 2.5.1 多进制 BP 译码算法
• 2.5.2 多进制 FFT-BP 译码算法
• 2.5.3 多进制 Log-FFT-BP 译码算法
• 2.6 本章小结
• 第3章 多进制 LDPC 码参数确定性能仿真
• 3.1 VC++6.0 编程环境介绍
• 3.2 多进制 LDPC 码参数确定性能仿真系统框图
• 3.3 多进制 LDPC 码不同校验矩阵构造方法性能仿真
• 3.4 多进制 LDPC 码不同译码算法性能仿真
• 3.5 多进制 LDPC 码不同码长性能仿真
• 3.6 多进制 LDPC 码不同码率性能仿真
• 3.7 多进制 LDPC 码不同迭代次数性能仿真
• 3.8 本章小结
• 第4章 多进制 LDPC 码在 CPM 系统中的性能仿真
• 4.1 连续相位调制（CPM）技术
• 4.1.1 CPM 基本原理
• 4.1.2 CPM 调制原理
• 4.1.3 CPM 解调原理
• 4.2 基于 CPM 调制的多进制 LDPC 码系统
• 4.3 基于 CPM 调制的多进制 LDPC 码性能研究
• 4.3.1 不同码长
• 4.3.2 不同码率
• 4.3.3 不同外迭代次数
• 4.3.4 不同内迭代次数
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢