衰落信道上LDPC码的性能研究

摘要

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)天线分集技术能够有效对抗多径衰落的不利影响,有发射天线选择/接收天线选择(Transmit Antenna Selection/Receive AntennaSelection,TAS/RAS)、发射天线选择/接收最大比合并(TAS and Receive Maximal-RatioCombining,TAS/MRC)、MIMO MRC和TAS/空时分组码(TAS/Space Time Block Codes,TAS/STBC)等多种实现方案。低密度奇偶校验(Low-Density Pailty-Check,LDPC)码是具有接近香农限性能的差错控制编码,由于其校验矩阵的随机性和稀疏性,使之具有内在的交织特性,因此,将LDPC码应用于衰落信道时,即使不用交织器也具有较好的性能。将MIMO天线分集技术和LDPC码相结合可以充分发挥各自的优势,进一步提高MIMO无线通信系统的传输可靠性。为此,本文研究采用MIMO天线分集技术的LDPC码的性能。
　　 第一章介绍MIMO天线分集技术、LDPC码和衰落信道上LDPC码的研究现状。
　　 第二章研究瑞利衰落信道上采用MIMO MRC、Nakagami-m衰落信道上采用接收端级联MRC和选择合并(MRC Cascaded with Selection Combining,MRCS)、TAS/RAS、TAS/MRC的LDPC码的平均比特错误率(Bit-Error Rate,BER)性能,推导上述情况下LDPC码译码初始对数似然比(Log Likelihood Ratio,LLR)的概率密度函数(Probability Density Function,PDF)的闭合表达式和采用高斯近似(Gaussian Approximation,GA)和密度进化(DensityEvolution,DE)时的稳定条件,利用GA方法推导LDPC码的平均BER闭合表达式。数值和仿真结果表明所推导的平均BER表达式能够很好的估计采用MIMO天线分集的LDPC码的性能,避免了耗时的DE分析和计算机仿真。
　　 第三章研究Nakagami-m衰落信道上LDPC码级联TAS/STBC或STBC/接收天线选择(STBC/RAS)的平均BER性能,推导上述情况下LDPC码译码初始LLR的PDF的闭合表达式和采用GA和DE时的稳定条件,利用GA方法推导LDPC码的平均BER闭合表达式。数值和仿真结果表明所推导的平均BER表达式能够很好的估计LDPC码级联天线选择STBC码的性能,避免了耗时的DE分析和计算机仿真。
　　 第四章为本文结论。