AWGN信道下基于Kite码的QC-LDPC码和DVB-S2标准LDPC码的无码率编码技术研究

摘要

自Shannon1948年阐述了在有噪信道中实现可靠通信的方法后，信道编码技术得到了飞速的发展。目前为止，低密度奇偶校验（LDPC）码以其公认的优良的纠错性能，在实际应用中被称为是最接近香农限的“好码”，受到了国内外研究学者的广泛关注。因校验矩阵的特性不同以及编译码技术的不同，LDPC码衍生出很多种不同的码。比如本文所研究的准循环低密度奇偶校验（QC-LDPC）码和 DVB-S2标准中的LDPC码，其校验矩阵不同，编译码方法也不同。
　　LDPC码以及其他传统的信道编码具有固定的码率，而喷泉码打破了这一束缚，通过在发送端源源不断地产生任意多的编码符号，来实现一种无码率的编码方式。喷泉码的无码率特性使其能够在发送端信道状态信息未知的条件下，根据信道状态自适应地调整码率，从而提高信息传输的有效性。Kite码是一类性能优良的喷泉码，而且适用于更一般的信道。
　　本文的研究目的，是将具有高有效性的喷泉码与具有高可靠性的LDPC码进行结合，发挥各自的优点，同时提高信息传输的可靠性与有效性。传统的QC-LDPC码和DVB-S2标准中的LDPC码都具有可变的码率，但不是无码率的。而本文提出的编译码算法像喷泉码的编译码算法一样，实现了二者的无码率化。
　　常规的置信传播（Belief Propagation，BP）迭代译码算法并不能适用于无码率化编码的LDPC码，因此本文提出了一种适用于无码率化译码的增强型BP算法，并且在AWGN信道下，仿真和实现了两种无码率化的LDPC码，其误码率性能良好。最后的仿真结果证实了本文所提出的无码率化的编译码算法的正确性。
　　本文的主要贡献在于，论述了Kite码随机和半随机编码的不足之处，然后在Kite码的基础上，提出将QC-LDPC码和DVB-S2标准中的LDPC码进行无码率化编码的思想。QC-LDPC码和DVB-S2标准中的LDPC码的校验矩阵都具有行或列循环的特性，因此在实际情况下，对无码率化编码的编码器的存储要求并不高，因此这两种码的无码率化编码才具有实际工程意义。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2信道编码发展

1.3信道模型及编码的理论基础

1.4论文的工作及内容安排

第二章 LDPC码和Kite码技术研究

2.1 LDPC码概述

2.2 LDPC码译码算法研究

2.3 Kite码技术研究

2.4半随机Kite（SR-Kite）码

2.5本章小结

第三章 QC-LDPC码的无码率化技术研究

3.1 QC-LDPC码研究

3.2 QC-LDPC码的无码率化研究

3.3无码率QC码的译码

3.4算法仿真分析

3.5本章小结

第四章 DVB-S2标准中的LDPC码的无码率化研究

4.1 DVB-S2标准中LDPC码概述

4.2 DVB-S2标准中LDPC码的编码

4.3 DVB-S2标准中的LDPC码无码率化研究

4.4译码算法复杂度分析

4.5本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

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