低密度奇偶校驗碼及其應用研究.pdf

1、糾錯編碼技術(shù)是移動通信、衛(wèi)星通信、光纖通信和磁盤存儲等系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，低密度奇偶校驗(Low-Density Parity-Check，LDPC)碼是一種性能逼近Shannon限的糾錯碼，也是目前被廣泛關(guān)注的一種信道編碼。 本論文主要研究了LDPC碼的構(gòu)造方法及其應用。本著易于編碼的原則，通過對最小圈長的約束，分別提出了幾種準循環(huán)規(guī)則LDPC碼和一種非規(guī)則LDPC碼的構(gòu)造方法。最后對LDPC碼在無線通信系統(tǒng)中的應用作了研究

2、，發(fā)現(xiàn)這些碼不但在高斯白噪聲信道中具有優(yōu)良的性能，而且在單天線和多天線的Rayleigh衰落信道中也有很好的性能。 首先，提出了一種新的由組合數(shù)學中的循環(huán)差集構(gòu)造LDPC碼的方法，它能產(chǎn)生大量的列重和行重均為恒定值的規(guī)則碼，并且可以排除圈長為 4 的圈和減少圈長等于6的圈。這種方法產(chǎn)生的LDPC碼稱為CDS-LDPC碼。利用和積迭代解碼算法通過計算機仿真驗證了CDS-LDPC碼具有良好的特性。 其次，提出了一種新的置換單

3、位陣構(gòu)造方法，利用多個不等式使得Tanner圖的最小圈長(即girth)達到8、10甚至12，這種方法構(gòu)造的碼稱為SIM-LDPC碼。SIM-LDPC碼拓展了基于移位單位陣的LDPC碼，具有更加豐富的碼率和碼長。仿真發(fā)現(xiàn)SIM-LDPC碼利用迭代解碼時性能優(yōu)良。 再次，提出了一種新穎而簡單的LDPC碼構(gòu)造方法，它利用稀疏二進制序列構(gòu)造規(guī)則LDPC碼。在構(gòu)造中，提出了奇偶校驗矩陣里非零元素的分布矩陣的概念。為了確保Tannel圖的

4、最小圈長為8，序列的周期自相關(guān)函數(shù)和周期互相關(guān)函數(shù)被利用。這種方法產(chǎn)生的LDPC碼稱為SBS-LDPC碼。仿真表明，SBS-LDPC碼在和積算法下進行迭代解碼性能優(yōu)異。SBS-LDPC：碼、SIM-LDPC碼和CDS-LDPC碼都是準循環(huán)結(jié)構(gòu)的，我們可以得到線性編碼復雜度。 最后，本論文對LDPC碼的應用進行了研究。首先，在衰落信道中進一步檢測SIM-LDPC碼的性能，選用的系統(tǒng)是正交頻分復用(OFDM)系統(tǒng)，并按照類似802.