LDPC码在无线传感器网络中的应用研究

摘要

现今，无线通信技术大行其道，无线传感器网络作为研究的重点，广泛应用于各种领域。但是与有线信道相比，无线信道不仅存在衰落现象，也更容易受到环境干扰。在地质勘测、医疗、战场等领域，要求有极高的数据可靠性，引入差错控制技术是提高无线传感器网络可靠性的有效方法。基于LDPC码具有运算效率高、纠错能力强等特点，把它作为无线传感器网络差错控制编码非常合适。
　　文章中的LDPC编译码算法考虑到无线传感器网络计算能力以及能量供应有限的特点，通过采用QC-PEG的方法设计LDPC码校验矩阵。LDPC的译码，文中设计了BP译码算法，Log-BP译码算法以及最小和译码算法。通过仿真结果可以看出在相同码长情况下最小和译码算法与log-BP算法的误码率性能基本相差不大，但是最小和算法在运算复杂度方面要优于log-BP算法，适用于应用在计算能力受限的无线传感器节点中。
　　最后对采用LDPC码的无线传感器网络能量效率进行了分析研究。结果表明，采用LDPC编译码算法能够有效减少节点能量消耗，系统误码率也能达到预定要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要工作及组织安排

2 无线传感器网络概述

2．1 无线传感器网络硬件结构

2．1．1 无线传感器网络结构

2．1．2 无线传感器网络节点设计

2．2 无线传感器网络协议

2．2．1 路由协议

2．2．2 路由协议的比较

2．3 MAC协议

2．3．1 具有代表性的MAC协议

2．3．2 MAC协议的比较

2．4 无线传感器网络的应用

2．5 无线传感器网络存在的问题

2．6 本章小结

3 LDPC码编译码技术

3．1 LDPC码的研究现状

3．2 LDPC码的表示

3．2．1 LDPC码的矩阵表示

3．2．2 LDPC码的Tanner图表示

3．3 LDPC码的构造

3．3．1 LDPC码的对角线法构造法

3．3．2 稀疏矩阵构造图例

3．4 LDPC码的编码

3．5 LDPC码的译码

3．5．1 BP译码算法

3．5．2 Log-BP的译码算法

3．6 本章小结

4 应用于无线传感器网络的LDPC编译码技术

4．1 LDPC码在无线传感器网络中的应用

4．2 无线传感器网络中的LDPC码

4．3 无线传感器网络中的LDPC校验矩阵构造

4．3 无线传感器网络中改进的的LDPC译码算法

4．3．1 最小和译码算法

4．3．2 改进的最小和译码算法

4．4 无线传感器网络中LDPC码的设计及仿真

4．4．1 无线传感器网络中LDPC码的设计

4．4．2 无线传感器网络中LDPC码仿真结果

4．5 本章小结

5 应用LDPC码的无线传感器网络性能分析

5．1 LDPC码对无线传感器网络通信性能的影响

5．2 LDPC码作为差错控制码的能量模型

5．3 本章小结

6 结论

致谢

参考文献