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基于LDPC码的空时级联码技术研究

作 者: 肖勇
导 师: 林金朝
学 校: 重庆大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 低密度奇偶校验码 多输入多输出 分层空时码 迭代译码
分类号: TN911.22
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 51次
引 用: 1次
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内容摘要


本文主要研究基于LDPC码的空时级联码的实现方案和译码算法。论文在简单介绍MIMO通信系统、LDPC码和空时编码的基础上,对当前各种空时级联编码方案进行了较详细的分析,设计了一种LDPC V-BLAST级联编码方案,并给出迭代译码算法。为降低空时级联编码的复杂度,并确保高效的编码效率,本论文选取LDPC码作为空时级联码的信道纠错码,选择能达到全速率的V-BLAST编码作为空时码;在内部迭代译码中采用了一种基于分组混合策略的最小和BP译码算法,并通过保留校验节点的外信息,以供下一次外迭代中的内迭代在初始化时使用,这样大大提高了解码器的收敛速度。信道编码可以提供一种时间分集,以对抗无线信道的失真; MIMO系统可以提供空间分集,从本质上提高了信道容量。将信道编码与MIMO通信中的空间分集结合起来就成为空时级联编码,它可以提供在日益拥挤的频谱信道中实现高速、可靠的无线信息传输。本文首先有针对性的介绍了MIMO系统的基本概念和结构,分析了无线信道特征、MIMO信道模型、给出了几种MIMO信道容量的计算方法。然后,介绍了LDPC码的编译码方法,包括一些热门的次优BP算法。在此基础上,介绍了空时编码技术,重点给出了多种空时级联码方案以及相应的解码方法。最后,本文设计了基于LDPC编码的V-BLAST级联码系统,给出了系统的构成和一种改进的迭代译码算法,并对这种迭代译码算法的性能进行了仿真和分析。最后的仿真表明:本文设计的基于LDPC编码的V-BLAST级联码方案和迭代译码算法,在复杂度和译码性能上取得了较好的平衡,更接近实际工程应用的要求。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
1 绪论  7-10
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 本文工作及章节安排  8-10
2 MIMO 系统分析  10-17
  2.1 无线信道基本特征和统计模型  10-11
    2.1.1 无线信道基本特征  10
    2.1.2 无线信道统计模型  10-11
  2.2 MIMO 信道模型  11-14
  2.3 MIMO 信道容量  14-17
    2.3.1 发射端不知信道时的信道容量  15
    2.3.2 发射端知道信道时的信道容量  15-17
3 LDPC 码构造及编译码算法  17-31
  3.1 信道编码理论  17-19
    3.1.1 Shannon 信道编码定理  17
    3.1.2 编码原理和译码规则  17-19
  3.2 低密度奇偶校验码的构造及编码方法  19-25
    3.2.1 LDPC 码定义  19
    3.2.2 LDPC 码的图模型表示  19-20
    3.2.3 LDPC 码的构造  20-23
    3.2.4 LDPC 码的编码方法  23-25
  3.3 低密度奇偶校验码译码算法  25-31
    3.3.1 广义和积算法  25-26
    3.3.2 概率BP 及对数似然比BP 算法  26-29
    3.3.3 改进的BP 算法  29-31
4 空时编码技术  31-43
  4.1 空时编码设计准则  31-34
  4.2 空时分组码  34-38
    4.2.1 Alamouti 编码  34-37
    4.2.2 一般情况下的STBC  37-38
  4.3 空时格形码  38-41
  4.4 空时层码  41-43
    4.4.1 分层空时编码原理  41
    4.4.2 几种译码算法  41-43
5 基于 LDPC 的空时级联码  43-60
  5.1 空时级联码  43-50
    5.1.1 级联空时Turbo 编码方案  43-46
    5.1.2 Turbo 编码调制方案  46-48
    5.1.3 级联空时分组编码  48-50
  5.2 LDPC-VBLAST 级联码设计  50-53
  5.3 译码算法  53-56
  5.4 仿真结果  56-60
6 总结与展望  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-65
附录  65

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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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