速率兼容LDPC码及其在H-ARQ系统中的应用

摘要

设计性能逼近信道容量、编译码复杂度较低的实用好码是信道编码领域中最重要的工作之一。低密度奇偶校验码就是一种能逼近Shannon容量限的渐进好码，在码长较长时，其性能甚至超过了Turbo码。由于低密度校验码具有译码复杂度低、错误平层低等诸多优点，使其在信息可靠传输中具有良好的应用前景，已引起世界各国学术界和IT业界的高度重视，成为当今信道编码领域的研究热点之一。 本文在深入理解LDPC码编、译码原理的基础上，首先详细介绍了构造有较大围长LDPC码的PEG算法，给出了一种改进的算法，仿真了该算法的性能；并与随机构造的LDPC码和802.16e标准中的LDPC码作了比较。在此基础上，采用速率匹配思想，深入研究了其校验矩阵的扩展算法和校验位的删除算法，比较了各算法的优缺点；综合扩展和删除算法，构造有较大码率变化范围的RC-LDPC码，对其进行了理论分析和计算机仿真。 针对不同重传机制和合并方式的HARQ技术，提出了LDPC-HARQ系统；重点讨论了递增冗余型HARQ(IR-HARQ)系统，分析了各型ARQ/FEC的吞吐量；理论分析和仿真结果证明了基于RC-LDPC码的HARQ系统性能的优越性。 结合参与的项目，使用m序列作为帧头，对本地序列和接收序列进行帧同步检测，采用滑动相关运算，通过设定信噪比，推导门限值，对不同长度m序列统计假同步和漏同步概率，并进行了计算机仿真。

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第一章绪论

1.1数字通信系统与信道编码

1.1.1数字通信系统基本组成

1.1.2信道编码

1.2差错控制体制

1.2.1 ARQ和FEC

1.2.2 HARQ

1.3 LDPC码在HARQ系统中的应用和发展现状

1.4论文的主要研究工作及内容安排

第二章LDPC码的构造

2.1 LDPC码的常见构造方法

2.2 PEG算法构造LDPC码

2.2.1预备知识

2.2.2 PEG构造算法

2.2.3基于PEG的改进算法

2.3小结

第三章速率兼容LDPC码

3.1速率匹配算法

3.2校验矩阵扩展

3.3校验位删除

3.4不同算法性能比较

3.5小结

第四章基于速率兼容LDPC码的H-ARQ系统性能分析

4.1混合自动重传请求技术

4.1.1 HARQ分类

4.1.2重传合并方式

4.1.3 HARQ重传机制

4.2 HARQ系统吞吐量分析

4.3 LDPC-HARQ性能分析

4.4小结

第五章码组同步系统

5.1同步原理

5.2仿真实例

5.3小结

第六章结束语

致谢

参考文献

研究成果