高性能LDPC碼的設(shè)計(jì)及其在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用.pdf

1、低密度奇偶校驗(yàn)(Low Density Parity Cheek，LDPC)碼憑借其具有逼近Shannon限的優(yōu)異性能引起了通信編碼領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，在衛(wèi)星數(shù)字視頻、深空通信、無(wú)線通信中得到了廣泛應(yīng)用。隨著無(wú)線移動(dòng)通信的發(fā)展，對(duì)信道編碼不斷地提出新的要求。現(xiàn)在越來(lái)越多的通信標(biāo)準(zhǔn)都瞄準(zhǔn)了LDPC碼，以適應(yīng)未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)的需求。數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)DVB-S2、GB20600，寬帶無(wú)線接入標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.16e和深空通信標(biāo)準(zhǔn)CCSDS已經(jīng)把

2、LDPC碼作為標(biāo)準(zhǔn)的信道編碼，以解決低信噪比條件下的可靠數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題。高性能LDPC碼的設(shè)計(jì)有3個(gè)要求:1.低編碼復(fù)雜度;2.快速編譯碼;3.好的BER性能。原模圖LDPC(protograph LDPC)碼具有高速譯碼、低誤碼平臺(tái)和低譯碼門限的特點(diǎn)。本文采用理論分析和計(jì)算機(jī)仿真相結(jié)合的方法，圍繞快速編碼、編碼復(fù)雜性和BER性能等重要因素對(duì)原模圖LDPC碼的構(gòu)造進(jìn)行了深入的研究，得出了相應(yīng)的定理及其推論，并進(jìn)行數(shù)學(xué)證明。同時(shí)，對(duì)基于高性

3、能LDPC碼的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中部分關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。本文的主要工作包括:
　　1.提出原模圖LDPC碼校驗(yàn)矩陣無(wú)四環(huán)的充要條件，以及基于索引矩陣的四環(huán)數(shù)檢測(cè)算法，用于分析和優(yōu)化原模圖LDPC碼的設(shè)計(jì)。
　　2.提出原模圖LDPC碼校驗(yàn)矩陣非奇異的充要條件，有效地解決了原模圖LDPC碼校驗(yàn)矩陣奇異性的問(wèn)題。給出原模圖LDPC碼生成矩陣的循環(huán)特性的證明，確保生成矩陣具有循環(huán)特性。生成矩陣的循環(huán)特性的提出為構(gòu)造高性能LDPC碼提

4、供了理論依據(jù)。提出三種基于循環(huán)生成矩陣的高性能LDPC碼的構(gòu)造方法，具有良好的BER性能。
　　3.提出基于校驗(yàn)矩陣的快速迭代編碼算法。利用校驗(yàn)矩陣的迭代結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼，降低了編碼復(fù)雜度。提出兩種基于快速迭代編碼的高性能LDPC碼的構(gòu)造方法，其編碼具有線性復(fù)雜度，并且具有良好的BER性能。提出基于高性能LDPC碼的時(shí)頻碼構(gòu)造方法。
　　4.對(duì)基于高性能LDPC碼的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中部分關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。提出基于高性能LDPC碼