基于原模图LDPC码的不等保护传输性能研究

摘要

随着无线通信技术的快速发展和无线网络传输带宽的不断提高，以图像和视频等多媒体信号为传输对像的多媒体通信日益成为通信业务的核心，是通信领域研究的热点。对信息码流中重要的信息实行加强的保护，对次要的信息进行较弱的保护，从而使得整体码流传输性能一致。近年来，作为一种特殊的LDPC码，原模图LDPC码具有结构型的特性，大大降低了编码复杂度，易于硬件实现，同时还兼有传统LDPC码的各种优点，备受编码界的广泛关注，于2003年由JPL(JetPropulsion Laboratory)实验室提出。
　　 本文首先论述了信道编码的发展历史及不等差错保护技术的发展与应用。其次研究了LDPC码的基本原理，包括表示方法、编码方式、译码算法等。接着研究了实现不等差错保护将要用到的原模图LDPC码。然后较为深入地研究了实现不等差错保护的方案。为了进一步提高不等差错保护性能，本论文把优良的信道码应用到基于星座调制的不等差错保护技术中。在AWGN信道和瑞利信道下对原模图LDPC的不等差错保护性能进行了计算机仿真，并与(3，6)规则LDPC码在这两种信道下的不等差错保护性能进行了对比分析。
　　 仿真结果表明:AWGN信道下，在BER为10-6数量级时，码长为256的(3，6)规则LDPC码比码长为256的AR4JA码高比特位误码性能好约0.4dB的增益，(3，6)规则LDPC码低比特位误码性能比AR4JA码好约0.45dB的增益。BER为10-6时，码长为512的(3，6)规则LDPC码高比特位性能相比AR4JA码差0.05dB的增益，低比特位误码性能比(3，6)规则LDPC码差0.2dB。可见短码长时，二者高低比特位误码性能相差不大。然而原模图LDPC码易用结构简单的硬件实现高速编码器编码。因此，在不等保护性能相当的情况下，可以选择原模图LDPC码来实现对重要数据更高级别的保护。在长码情况下，AR4JA码的不等保护性能要优于(3，6)规则LDPC码，码长越长，优越性越明显。

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摘要

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附表清单

第一章 绪论

1．1 信道编码的发展历史及研究现状

1．2 不等错误保护技术的发展与应用

1．3 论文研究的目的及意义

1．4 论文的结构

第二章 LDPC码的理论基础

2．1 线性分组码的定义

2．2 线性分组码的校验矩阵

2．3 线性分组码的生成矩阵

2．4 LDPC码的定义

2．5 LDPC码的表示方法

2．5．1 LDPC的矩阵表示

2．5．2 LDPC码的Tanner图表示

2．5．3 LDPC码的度分布表示

2．6 LDPC码的编码方式

2．6．1 基于高斯消去法的编码方式

2．6．2 近似下三角有效LDPC码编码

2．7 LDPC码的译码算法

2．7．1 LDPC的概率域译码

2．7．2 LDPC的对数域译码

2．8 本章小结

第三章 原模图LDPC码的基本原理

3．1 原模图与原模图LDPC码

3．2 原模图的扩展算法

3．2．1 PEG扩展

3．2．2 基于ACE算法的准循环扩展

3．3 原模图ARJA码

3．4 原模图LDPC的EXIT算法

3．5 本章小结

第四章 不等差错保护技术方案

4．1 不等差错保护技术概述

4．2 不等差错保护实现方案

4．3 本章小结

第五章 系统设计及不等差错保护性能仿真实现

5．1 引言

5．2 系统设计框图

5．2．1 系统总体框图

5．2．2 信道模型

5．2．3 调制制式

5．3 AR4JA码的UEP仿真结果及分析

5．4 本章小结

第六章 论文总结与展望

6．1 本论文工作总结

6．2 未来研究展望

致谢

参考文献

附录