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RC-LDPC码校验矩阵删除算法及其应用研究
作 者: 陈希元
导 师: 赵洪林
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 信息与通信工程
关键词: 速率兼容低密度奇偶校验码 自适应调制编码 固定阈值门限法
分类号: TN911.22
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
无线通信的发展使人们对通信的质量和通信速率的要求越来越高。在频率资源紧缺的今天,如何在保证一定的通信可靠性的条件下最大限度地提高系统的有效性,受到通信领域的广泛关注和研究。信道编码是提高系统可靠性的重要方法。作为高增益信道编码技术,LDPC码凭借其逼近香农极限的优异性能及较低的实现复杂度,成为信道编码研究领域的热点,而自适应调制编码技术作为一种关键的链路自适应技术,能显著地提高系统的吞吐量和频谱利用率,成为当前移动通信系统技术中提高有效性的必选方案之一。因此速率兼容的LDPC码与自适应调制编码相结合具有较高的抗噪声能力和频谱利用率。本文首先对LDPC码的基本理论做了系统的研究,包括LDPC码的历史、发展现状、表示方法、校验矩阵构造方法、编码算法、译码算法。通过仿真比较了规则码和不规则码的性能,选择性能较好的不规则码作为研究对象。然后在已有研究的基础上,介绍了速率兼容的LDPC码,提出了一种新的删除算法——基于最大围长的删除算法。通过仿真验证,基于最大围长的删除算法性能优于随机删除算法并且易于节约了系统资源。和PEG直接构造算法相比,性能相近,复杂度大大降低,同时可以用于自适应调制编码中。最后将上述算法应用于自适应调制编码系统中,构建了AWGN信道下仿真系统的模型。采用固定阈值MCS选择算法,优化了信噪比的门限值。采用HSDPA的7级标准作为MCS级数选择方案,通过各级方案的误码率曲线和频谱利用率曲线得出了最佳切换门限值,同时验证采用RC-LDPC码的AMC系统要优于采用Turbo码的AMC系统的频谱利用率性能。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-7 第1章 绪 论 7-14 1.1 课题背景及研究的目的和意义 7-8 1.2 国内外相关领域的研究现状及分析 8-13 1.2.1 LDPC码的研究及发展现状 8-10 1.2.2 速率兼容LDPC码的研究及发展现状 10-11 1.2.3 自适应编码调制技术的研究及发展现状 11-13 1.3 本文主要的研究内容与结构安排 13-14 第2章 LDPC码的基本理论 14-36 2.1 LDPC码的基本概念 14-20 2.1.1 LDPC码的定义及特点 14-15 2.1.2 LDPC码的Tanner图表示 15-16 2.1.3 LDPC码的度数分布 16-17 2.1.4 规则码与非规则码 17-20 2.2 LDPC码的校验矩阵构造方法 20-25 2.2.1 Gallager构造方法 21-22 2.2.2 Mackay的构造方法 22-23 2.2.3 PEG构造法 23-25 2.3 LDPC码的编码算法 25-29 2.3.1 基于高斯消去的编码方法 26-27 2.3.2 基于近似下三角的编码方法 27-29 2.4 LDPC码的译码算法 29-33 2.4.1 置信传播(BP)算法 29-31 2.4.2 最小和(Min-Sum)算法 31-33 2.5 LDPC码的分析与优化 33-35 2.5.1 密度进化法 33 2.5.2 高斯近似估计法 33-35 2.5.3 外信息转移图法 35 2.6 本章小结 35-36 第3章 RC-LDPC码的结构研究 36-43 3.1 RC-LDPC码的概述 36 3.2 RC-LDPC码的构造 36-39 3.2.1 随机删除 36-37 3.2.2 基于最大围长的删除方法 37-39 3.3 RC-LDPC码删除算法仿真结果及分析 39-42 3.4 本章小结 42-43 第4章 基于RC-LDPC码在AMC技术上的应用研究 43-54 4.1 自适应调制编码基本原理 43-44 4.2 自适应调制编码系统实现方案 44-45 4.3 MCS选择算法 45-46 4.4 采用RC-LDPC码的AMC系统 46-48 4.5 计算机仿真与性能分析 48-53 4.5.1 各种调制编码方案的性能分析 48-50 4.5.2 AMC系统性能分析 50-53 4.6 本章小结 53-54 结论 54-56 参考文献 56-61 攻读学位期间发表的学术论文 61-63 致谢 63
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信息论 > 信道编码理论
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