基于LDPC码的编码调制联合方案

基于LDPC码的编码调制联合方案作者：夏丹，徐友云，蔡跃明，何欢作者单位：解放军理工大学,通信工程学院,南京,210007相似文献(10条)1.学位论文李丹基于多元LDPC码的CPM编码调制系统性能研究2007为满足现代通信系统的带宽有效性和功率有效性要求，本文把多元纠错码和高阶调制技术相结合，提出了一种采用多元LDPC码的连续相位调制(cPM)的串行级联编码调制系统。低密度校验(LDPC)码是目前发现的最为逼近Shannon限的信道编码方案之一。已有研究工作证明，GF(q)(q2)上的多元LDPC码比二元LDPC码有更好的性能，其译码算法可采用基于q元域上的快速傅里叶变换的和积译码算法(FFT-QSPA)，该算法比q元和积算法(QSPA)更为简单有效。在多元LDPC码的构造方面，基于有限域构造多元准循环LDPC(QC-LDPC)码具有较低的错误平层，且其编码增益超过采用代数译码算法下相同码长和码率的RS码。连续相位调制信号(ContinuousPhaseModulation)具有包络恒定、相位连续的特点，因此有较高的功率利用率和频谱利用率。其卓越的性能使得该技术尤其适用于移动通信、卫星通信、深空通信等。由于CPM本身具有记忆特性，且调制指数为h=K/P的CPM可分解成一个连续相位编码器(CPE)和一个无记忆的映射器(MM)，故它可作为内码与其它纠错码结合构成采用迭代译码方法的串行级联编码调制系统。在研究了基于有限域的多元LDPC码的代数构造方法及CPM技术的性能特点的基础上，本文重点提出了一种基于符号概率译码的采用多元LDPC码的CPM串行级联编码调制系统模型，该系统结合了多元LDPC码抗突发错误能力强和CPM调制技术的优点，同时避免了比特交织编码调制(BICM)方案中比特概率与符号概率相互转换带来的信息损失问题。仿真结果表明，相比于采用谱效率相同的二元LDPC码，采用多元LDPC码与16-QAM或多进制CPM构成的编码调制系统具有更好的抗误码性能。由于CPM信号本身具有一定的编码增益，因此采用16-CPM信号的编码调制系统在信噪比较低的情况下能够取得比目前采用较多的16-QAM信号更好的性能。该系统不仅大大提高了系统的功率有效性，同时系统复杂度也在可实现的范围内，因此适用于高速、高效的传输系统。2.会议论文李丹.白宝明.马啸采用多元LDPC码的CPM编码调制系统性能研究2007本文提出了一种采用多元LDPC码和连续相位调制(CPM)的串行级联编码调制(SCCM)系统。在详细介绍了基于有限域构造的多元准循环LDPC码、CPM的分解模型及其软输出检测方法的基础上,我们重点讨沦了一种基于符号概率译码的多元LDPC-CPM编码调制系统模型,该系统避免了比特交织编码调制(BICM)方案中比特概率与符号概率相互转换带来的信息损失问题。仿真结果表明,相比于采用谱效率相同的二元LDPC码,采用多元LDPC码与16-QAM或多进制CPM构成的编码调制系统具有更好的抗误码性能。3.学位论文黄平LDPC码编码调制系统设计及接收算法研究2008编码调制技术可以在不降低系统有效传输速率的前提下进行有效的编码和调制，是未来宽带移动通信系统中的关键技术之一。而LDPC码具有逼近香农限的优异性能，是当前信道编码研究领域的一个热点。本论文主要围绕基于LDPC码的一些常见编码调制系统的接收算法和系统的优化设计展开讨论。论文第三章首先针对如何提高短码长LDPC-BICM系统的译码性能展开讨论。将BP级联OSD的译码算法应用于LDPC-BICM系统中，并针对中短长LDPC码在BP译码过程中各变量节点的LLR出现的幅值震荡现象，提出了一种改进的BP-OSD的译码算法。该算法可提高短码长LDPC-BICM系统的译码性能。接着针对LDPC-BICM-ID系统，根据BP译码器输出外附信息的特点，提出两种改进的迭代解调/译码算法。一种是基于译码器反馈信息均值的迭代接收算法，另一种是基于高斯近似的迭代接收算法。这两种算法都可以提高译码器输出外附信息的可靠性，从而能进一步提高系统迭代译码性能，而复杂度并无明显增加。论文第四章中，利用EXIT图的方法，首先分析了调制星座符号映射方式对LDPC-BICM-ID系统性能的影响。分析表明，已有的卷积码编码的BICM系统下的映射方式的优化设计准则不再适用于LDPC-BICM-ID系统，应将映射方式的设计和码字的特性联合起来进行设计。在此基础上，利用EXIT图解调器和译码器互信息曲线相匹配的思想，提出了在LDPC-BICM-MIMO系统中，级联预编码器的优化设计方案。EXIT分析和仿真表明，该方法能提高系统的性能并能降低译码的错误平层。第五章中，首先研究了LDPC码编码的多层码(MLC)系统的译码方案，综合多阶译码(MSD)和联合迭代译码(JID)算法，提出串行迭代的译码算法(SID)。仿真表明，SID比经典的MSD和JID译码算法的性能更优。SID和JID相比，SID的算法复杂度略小，但是译码时延要大些。同时，为了降低MLC系统的编码复杂度，提出采用稀疏序列的相关函数构造的准循环正则LDPC码作为其分量码。接下来，对多元域LDPC码在OFDM系统中的应用进行了研究。提出将多元域LDPC码用于MPSK调制的OFDM系统。仿真结果表明，在多径衰落信道下，多元域LDPC编码的高阶调制OFDM系统比等效码长的二元域LDPC编码OFDM系统具有更好的性能，并且由于采用了多元域LDPC的快速BP译码，译码复杂度只是稍有增加。4.学位论文胡宏飞LDPC码在自由空间光通信中的应用研究2005本文主要对PPM信道下LDPC码的应用进行了探讨，讨论了空间光通信PPM调制方式下的信道特性和信道容量；提出了二元域上的LDPC码和多元PPM调制信道的结合方式和应用途径，研究了它们的译码方式，并且对其性能利用计算机进行了模拟仿真；提出了多元域上的LDPC码和多元PPM调制信道的结合方式和应用途径；分析了PPM调制和LDPC码的码率的选择。仿真结果表明LDPC码在光PPM通信中显示出了优越的纠错能力，具有良好的应用前景。5.期刊论文朱艳.张岩基于LDPC码的编码调制系统的性能分析-广东通信技术2008,28(8)以接近香农限性能的LDPC码作为分量码,研究了将编码和调制相结合的多层编码(MLC)--多级译码(MSD)编码调制技术.选用不同码长的LDPC码为各级分量码,以8PSK为调制方式,通过计算机仿真,比较了不同的集分割方案在AWGN信道中的性能.6.学位论文辛培哲基于区组设计及编码调制的LDPC码编码技术研究2007随着现代社会语音、图像和其他多媒体业务的迅猛增长，人们对数字通信系统的速度、效率和可靠性提出了越来越高的要求。信道纠错编码技术是保证通信系统传输可靠性的有效手段之一，它不但要能够消除或降低信息错误概率，还要有较低的实现复杂度。上世纪60年代提出的低密度校验(LDPC)码，是一种校验矩阵为稀疏矩阵的线性分组码。90年代中后期的重新研究发现，它采用迭代译码算法时表现出接近Shannon限的优异性能，且译码算法可以并行操作，因此迅速成为近年来通信编码领域的研究热点。随机构造的LDPC码缺乏系统的分析理论，且编码部分的硬件实现困难，成为LDPC码应用的一个瓶颈，因此许多的结构化LDPC码被相继提出，以简化编码的硬件复杂度和理论分析的难度。本文采用了区组设计和编码调制两种技术构造结构化LDPC码。采用区组设计的准循环LDPC码通过计算机搜索基本关联向量，其余向量由基本关联向量通过循环移位获得用以构成校验矩阵。这种方法构造的校验矩阵具有准循环结构，编码时便于用简单的线性反馈移位寄存器实现。仿真结果证明，基于这种方法构造的准循环LDPC码工作良好。编码调制技术是将编码与调制作为一个整体看待来提高系统性能，被认为是信道编码发展中的一个里程碑。本文利用调制比特的不等错误保护特性，将级联SPC码序列中不同等级的子码映射成调制信号不同的比特位置。通过对码的联合界性能分析，调整了调制星座图信号点的相对位置，得到了更好的性能。这种方法构造的LDPC码，编码实现非常简单。采用格码调制技术后性能在误码率为10'-5时比不采用格码调制的级联SPC码提高了约2dB。利用区组设计和编码调制技术构造的结构化LDPC码，编译码复杂度低，硬件实现简单，仿真结果验证其工作性能良好。LDPC码作为信道编码界重要成果之一，是目前距离Shannon限最近的纠错码。随着各种编译码复杂度低、性能良好的结构化码的提出，一个越来越好的LDPC码应用前景已经展现在我们面前。7.期刊论文王秀妮.马啸.白宝明.WANGXiu-ni.MAXiao.BAIBao-ming多层叠加LDPC码编码调制技术-电子学报2009,37(7)本文提出了一种多层叠加LDPC码编码调制系统.与传统的基于速率分配的多层编码调制技术相比,多层叠加编码调制系统具有很好的对称性和可扩展性.通过分析比较Turbo码译码算法与LDPC码的译码算法的复杂度,本文指出了多层叠加LDPC码编码调制系统具有译码简单,易于实现的优点.实验结果表明,多层叠加LDPC码编码调制系统可以在不牺牲带宽的同时获得较好的性能.8.学位论文金媛媛基于LDPC码的BICM-OFDM系统性能研究2007随着无线通信技术的发展，人们对通信质量和信道容量提出了更高的要求，宽带高速数据通信服务的需求不断增长。作为抗干扰技术的重要手段之一，信道编码在无线通信领域中的作用举足轻重。低密度校验码(LDPC)码是Gallager博士于1962年提出的具有稀疏校验矩阵的分组码，它以其逼近香农限的特性和译码简单的特点，成为纠错码研究领域的热点。正交频分复用(OFDM)技术具有抗多径和抗频率选择性衰落、频带利用率高的特点，适用于多径环境和频率选择性衰落信道中的高速数据传输。OFDM联合比特交织编码调制(BICM)系统是一种在衰落信道中性能全面的通信技术，具有深刻的研究意义和广阔的发展前景。本文重点研究了LDPC的译码算法及其在比特交织编码调制(BICM)级联正交频分复用(OFDM)系统中的应用。首先介绍了LDPC码的基础理论知识，包括LDPC码的定义、构造方式、编译码原理及如何构造性能良好的LDPC码；同时对各种置信传播算法(BP)译码算法的性能在MATLAB环境中进行仿真分析；然后介绍了比特交织编码调制理论和正交频分复用原理并提出一种以LDPC码取代传统的比特交织编码调制(BICM)系统分量码－卷积码，并与正交频分复用(OFDM)系统相结合的BICM-LDPC-OFDM方案。通过在MATLAB环境中仿真，与基于BCH码、Turbo码的BICM-OFDM系统相比较，验证了该方案可以在逼近CM信道容量的前提下,大大降低编译码的复杂度，并取得较好的系统性能。9.期刊论文张海刚.李长春.马丕明.袁东风.ZHANGHai-gang.LiChang-chun.MaPi-ming.YUANDong-feng采用预判决信息的LDPC码编码调制方案性能研究-电子与信息学报2005,27(4)低密度奇偶校验(LDPC)码是Turbo码以外另一种性能接近香农限的好码.本文将LDPC码与比特交织编码调制(BICM)相结合,首先给出了在不使用传统解调器与译码器之间迭代的情况下8PSK调制方案在AWGN信道和Rayleigh衰落信道中的性能(简称为无迭代方案).然后提出了一种新的接收端解决方案:首先对接收符号进行预判决,判决信息被用来调整解调器,从而在一定程度上弥补了不使用解调器与译码器之间迭代所造成的性能损失,并且相对于无迭代方案接收端复杂度几乎没有变化,但性能却有所提高.这说明原有比特度量产生方法并不是最佳的,该文使用预判决信息的方案给出了一个改善的思路.通过仿真结果可以得到结论:使用本文所提出的方案在AWGN信道和Rayleigh衰落信道中都可以在不增加复杂度的情况下提高性能.10.学位论文刘博击基于LDPC码的比特交织编码调制技术研究2007本文首先研究了卷积码BICM、BICM-ID