全分集LDPC码设计与应用

摘要

无线信道的衰落特性是影响传输可靠性的主要因素。如果某个传输分组的若干不同部分经历了不同的衰落因子，该信道则可建模为块衰落(Block Fading，BF)信道。传统信道编码技术例如低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check，LDPC)码在加性高斯白噪声(Additional White Gauss Noise，AWGN)信道中可获得优越的性能，但在BF信道下会存在分集增益的损失。因此，本论文主要研究全分集LDPC码，该类码在分组衰落信道可以获得满分集，但是目前针对全分集LDPC码的研究多集中在全分集码的构造与理论分析。基于此，本论文研究全分集LDPC码结合分布式天线的应用，并搭建了低复杂度的硬件测试平台(Testbed)，验证了全分集LDPC码在分布式天线的应用情景下可以获得优越的性能。具体而言:
　　首先，搭建了低复杂度的结合分布式天线与全分集LDPC码的硬件测试平台。该测试平台采用低复杂度商用射频芯片（TI公司的CC1101）与ARM平台，搭建了采用四个发射天线的分布式天线系统。每个天线分时传输全分集LDPC码的一部分，由于每次传输视为经历了平坦衰落，从而使整个码字经历了分块衰落。采用构建的测试平台，较好地验证了全分集LDPC码与传统针对AWGN信道设计的LDPC码的优势。
　　进一步，基于搭建的硬件测试平台，结合上行链路的接收分集技术与反馈重传技术，设计了可靠的数据分发系统。该数据分发系统下行链路采用全分集LDPC码与分时传输的分布式天线;上行链路考虑到传输节点的复杂度限制，采用了编码复杂度低的Turbo码，并采用了多天线的分集接收，有效保证了上行链路的可靠性;此外，还采用了反馈重传技术保证上行链路或者下行链路失效时仍可实现可靠传输。通过上述技术方案，实现了可靠的数据分发，从而验证了基于分布式天线与全分集LDPC码的高效传输技术，该技术可以进一步应用于无线传感器网络等。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与研究意义

1．2 研究现状与分析

1．3 论文的主要工作及内容安排

第二章 全分集LDPC码设计

2．1 分布式天线系统

2．2 分集合并技术

2．2．1 空间分集技术

2．2．2 合并技术

2．3 LDPC码基本概念

2．4 全分集LDPC码

2．5 全分集LDPC码的构造

2．6 小结

第三章 基于全分集LDPC码的分布式天线系统测试平台设计

3．1 测试平台总体设计方案

3．2 分布式天线系统测试平台硬件设计

3．2．1 硬件总体方案设计

3．2．2 分发节点硬件设计

3．2．3 终端节点硬件设计

3．3 分布式天线系统测试平台软件设计

3．3．1 软件总体方案设计

3．3．2 下行链路处理流程

3．3．3 上行链路处理流程

3．3．4 CC1101数据收发的实现

3．4 小结

第四章 系统性能测试与分析

4．1 全分集LDPC码与传统LDPC码的性能对比

4．2 基于测试平台的可靠数据分发系统测试分析

4．2．1 下行链路全分集LDPC码性能

4．2．2 上行链路分集性能及分析对比

4．2．3 重传机制的性能测试

4．3 小结

第五章 总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢