EG_LDPC码及其在B3G系统中的应用

摘要

移动通信的强大魅力就是它能为人们提供固话所不及的灵活、高效的通信方式，但也使移动通信系统的开发和实现比有线通信系统更困难。实际上，移动无线信道是通信中最难预测的通信信道之一。为此，人们不断地研究和寻找多种先进的通信技术以提高移动通信的性能，纠错编码就是这样一种技术。如在下一代移动通信的提案中，都提到了采用低密度校验码(Low-Density Parity-Check code，LDPC code)。LDPC码是当今编码领域的研究热点，它是一种具有稀疏校验矩阵的线性分组纠错码，其性能逼近香农限，描述和实现简单，易于进行理论分析和研究，译码简单且可实现并行操作，适合硬件实现，相比传统的纠错码有很优异的特点，具有非常广泛的应用前景。 传统的LDPC码的构造采用计算机随机搜索，耗时长，实现复杂，相比之下，利用图论、组合代数等结构化方法设计出的LDPC能有效地降低构造复杂度，并且保证了性能优良；特别是利用有限几何构造的具有准循环特点的LDCP码更有编码简单、译码并行度高的优点，成为未来移动通信系统中是一种极有潜力的编码方式。 本论文研究了具有代数结构的欧氏几何EG(Euclidean Geometries)LDPC码的构造，并通过理论分析，如密度进化、EXIT图和仿真实现比较了EG-LDPC码和随机方法构造的LDPC码的性能，实现复杂度。仿真表明，EG-LDPC码具有和随机LDPC码相当的性能，尤其中短码的性能比随机码优越，但其实现的复杂度大大低于随机构造的码；与此同时EG-LDPC码也有其固有的缺陷：码率和码长受到一定的限制，不能做到随意构造，这是EG-LDPC码乃至所有代数结构的LDPC码需要解决的问题。 本论文还研究了EG-LDPC码在B3G系统中的运用，并通过仿真把EG-LDPC码和随机LDPC码在B3G系统链路上作了对比，发现EG-LDPC码在B3G链路上具有优异的性能；并成功的将我实验室B3G项目中的随机LDPC码替换成码长相当、码率基本相同的EG-LDPC码，这将大大降低硬件实现的复杂度、减少资源的使用。

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论文说明：图表目录、缩略字表

声明

第一章LDPC码及B3G系统概述

1.1引言

1.2 LDPC码

1.2.1 LDPC码的定义

1.2.2 LDPC码的分类

1.2.3 LDPC码的BP译码算法

1.3 B3G系统概述及编码设计

1.3.1 B3G项目指标和方案

1.3.2编码初始方案的设计及构造

1.3.3存在的问题

第二章EG_LDPC码的构造及性能

2.1 EG_LDPC码的构造

2.1.1概述

2.1.2 Ⅰ类欧氏有限几何LDPC码

2.1.3Ⅱ类欧氏有限几何LDPC码

2.1.4校验矩阵的行列分解

2.2 EG_LDPC码的仿真性能

2.3本章小结

第三章EG_LDPC的编码及敛散性分析

3.1 EG_LDPC的编码

3.1.1从H矩阵生成G矩阵

3.1.2 EG_LDPC码的串、并行编码

3.1.3 EG_LDPC的两步骤编码方法

3.2 EG_LDPC码的敛散性分析

3.2.1密度进化理论

3.2.2 EG_LDPC码的高斯估计

3.2.3 EG_LDPC码的EXIT图分析

3.3本章小结

第四章EG_LDPC码在B3G中的运用

4.1 EG_LDPC码设计方案

4.2码字的构造

4.3编译码器模块设计

4.4仿真性能

4.5本章小结

第五章全文总结及未来研究方向

5.1全文总结

5.2对下一步工作的建义以及未来研究的方向

参考文献

致谢

个人简历

攻读硕士学位期间的研究成果