Turbo码在CDMA中的应用及非规则LDPC码性能的研究

摘要

该文在概述了信道编码理论及其发展历程之后,简要地论述了Turbo码的原理,阐述了递归系统编码器(RSC)和交织器的主要作用及工作原理,分析了Turbo码译码原理,给出了Turbo码的性能平均界.分析了短交织长度Turbo码在AWGN及BSC信道的性能,推导出了码率为1/2的Turbo码在AWGN及BSC信道的性能界,对Turbo码在AWGN及BSC信道的有或无CSI时的性能进行了分析和仿真,得出了对于Turbo码译码来说,信道估计不必十分精确,有一个大致范围即可等一系列有益结论.对Turbo码在异步DS-CDMA中的性能进行了分析和研究,给出了异步DS-CDMA中各部分输出信号的的表达式,分析了判决量的统计特性,推导出了判决量的概率统计表达式;在此基础上,对Turbo码交织器对整个系统的作用以及Turbo码在异步DS-CDMA中的性能进行了分析和仿真,并在软、硬判决时的性能与卷积码做了比较;得到了短长度的Turbo码用于窄带DS-CDMA系统另加交织对系统的译码性能是有益的,以及Turbo码在异步DS-CDMA系统和瑞利多径信道情况下的译码性能比卷积码要优越得多等结论.分析了瑞利和Nakagami多径信道、BPSK相干解调、最大比合并时的信号特点和统计特性,在理论分析的基础之上,分别针对瑞利和Nakagami多径信道的特点,提出了Turbo码在这两种信道及DS-CDMA系统中的修正译码算法,并给出了仿真结果;仿真结果表明这些修正方案是非常有效的.该文比较系统地论述了LDPC码原理,阐述了规则和非规则LDPC码以及多进制LDPC码的构造原理和方法.分析了LDPC码的译码原理,给出了和积译码算法与最小和译码算法的步骤和特点;对密度进化理论中的对称性、一致性、稳定性、不动点等理论做了较详细的论述,然后对高斯逼近原理做了简要的阐述.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第一节信道编码理论

第二节信道编码理论的发展历程

第三节Turbo码、LDPC码—信道编码理论的新时代

一.Turbo码

二.LDPC码

第四节本文的研究工作和创新以及内容安排

一.完成的研究工作和创新

二.内容安排

本章参考文献

第二章Turbo码在CDMA系统中的应用研究

第一节概述

一.Turbo码简介

二.Turbo码性能平均界

第二节短交织长度Turbo码在AWGN及BSC信道的性能

一.码率为1/2的Turbo码在AWGN及BSC信道的性能界

二.Turbo码在AWGN及BSC信道的有或无CSI时性能

三.仿真结果与讨论

第三节Turbo码在异步DS-CDMA中的性能分析

一.系统模型

二.RAKE接收

三.判决量的统计特性

四.Turbo码在异步DS-CDMA中的性能

第四节本章小结

本章参考文献

第三章Turbo码译码算法在多径信道中的修正

第一节Turbo码译码算法在瑞利多径信道中的修正

一.系统模型

二.RAKE接收与性能分析

三.Turbo码译码及算法修正

四.计算机模拟仿真结果

第二节Turbo码译码算法在Nakagami多径信道中的修正

一.系统模型

二.RAKE接收与性能分析

三.Turbo码译码及算法修正

四.计算机模拟仿真结果

第三节本章小结

本章参考文献

第四章LDPC码原理及非规则LDPC码性能研究

第一节LDPC码的构造方案

一.规则LDPC码的构造

二.非规则LDPC码的构造

三.多进制LDPC码的构造

第二节LDPC码的译码算法及性能测度和优化

一.LDPC码的译码算法

二.LDPC码的性能测度和优化

三.高斯逼近原理

第三节RICE信道仙农限

一.仙农容量界

二.AWGN信道BPSK调制仙农限

三.瑞利信道BPSK调制仙农限

四.RICE信道BPSK调制仙农限

第四节非规则LDPC码在AWGN信道中的性能研究

一.对称性和稳定性分析

二.非规则LDPC码在AWGN信道中的性能仿真

第五节非规则LDPC码在瑞利信道中的性能研究

一.对称性和稳定性分析

二.非规则LDPC码在瑞利信道、已知信道信息时的性能仿真

三.非规则LDPC码在瑞利信道、无信道信息时的性能研究

第六节非规则LDPC码在RICE信道中的性能研究

一.BP译码算法在RICE信道、已知信道信息时的修正

二.RICE信道、已知信道信息时的对称性与稳定性分析

三.非规则LDPC码在RICE信道、已知信道信息时的性能仿真

四.BP译码算法在RICE信道、无信道信息时的修正

五.RICE信道、无信道信息时的对称性与稳定性分析

六.非规则LDPC码在RICE信道、无信道信息时的性能仿真

第七节非规则LDPC码的性能分析和评价

一.非规则LDPC码的构造

二.非规则LDPC码的稳定性条件

三.非规则LDPC码的优良交织特性

四.非规则LDPC码与Turbo码比较

五.优良的LDPC码

六.结束语

第八节本章小结

本章参考文献

致谢

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