先进信道编码技术的构造性研究

摘要

LDPC码是一类逼近Shannon限的信道编码技术，其消息传递迭代译码算法，密度进化等性能分析工具，Tanner图描述及优化设计思想是现代信道编码理论的重要成果。
　　 本文在对LDPC码的编译码思想及性能分析理论进行研究的基础上，分别利用密度进化算法和EXIT图，并结合数学上的优化算法—差分进化算法，对AWGN信道下的LDPC码的度序列进行了优化设计，并给出了优化结果及性能分析。虽然由于码长、离散化操作的精度损失以及PEG算法的地板效应造成了噪声方差的实际仿真结果和理论估算值出现一定的误差，但是还是可以看到，我们所优化设计得到的LDPC码在AWGN信道下具有良好的误码率性能。
　　 在此基础上，本文将现代编码理论的核心思想：基于Tanner图的构造思想和迭代处理算法推广到伪随机序列的迭代捕获中，提出了一种新的Tanner图构造方法-cPEG算法（Constrained Progressive edge—growth），以针对不同的伪随机序列构造高性能的Tanner图结构，并基于此提出了适用于任意m序列的迭代捕获方案。该方案的捕获速度和性能要明显优于现有的迭代捕获方案iMPA。仿真结果显示，本文中提出的方案处理复杂度不到iMPA方法的一半，却有2.5dB的处理增益。本文中还提出了基于多图级联的改进迭代捕获方案，仿真结果显示，该方案能够提高约0.3dB的处理增益。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 信道编码理论

1.1.1.数字通信系统与信道编码

1.1.2.信道编码理论

1.2 现代信道编码理论

1.3 伪随机序列捕获技术

1.4 本文研究意义

1.5 本文工作内容及结构安排

第2章 LDPC编译码算法及构造理论

2.1 LDPC码定义及描述

2.2 LDPC码译码算法

2.2.1.硬判决译码

2.2.2.消息传递算法

2.2.3.最小和算法

2.2.4.译码算法性能分析

2.3 LDPC码构造方法

2.3.1 代数构造方法

2.3.2 随机构造方法

2.3.3 半随机构造方法

2.4 LDPC码性能分析

第3章 LDPC码优化设计与分析

3.1 LDPC码优化设计理论

3.1.1 优化设计理论及目标

3.1.2 密度进化

3.1.3 EXIT图

3.2 LDPC码优化设计方法

3.2.1 基于密度进化的度分布优化方法

3.2.2 基于EXIT图的度分布优化方法

3.3 优化结果及分析

3.3.1 优化结果

3.3.2 仿真结果

第4章 m序列迭代捕获方案

4.1 传统的伪随机序列捕获技术

4.1.1 m序列

4.1.2 传统的伪随机序列捕获算法

4.1.3 迭代伪随机序列捕获方法

4.2 基于Tanner图构造的m序列迭代捕获方案

4.2.1 m序列的Tanner图构造方法——CPEG算法

4.2.2 基于Tanner图的m序列快速迭代方案

4.2.3 基于多图级联的m序列快速迭代方案

4.3 仿真结果及分析

4.3.1.基于Tanner图的m序列迭代捕获方案仿真结果及分析

4.3.2.基于多图级联的m序列迭代捕获方案仿真结果及分析

4.4 本章小结

第5章 结束语

5.1 主要工作总结

5.2 下一步工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文