高性能LDPC碼的設計及其在認知無線電網(wǎng)絡中的應用.pdf

1、低密度奇偶校驗(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域的廣泛關注，在衛(wèi)星數(shù)字視頻、深空通信、無線通信中得到了廣泛應用。隨著無線移動通信的發(fā)展，對信道編碼不斷地提出新的要求。現(xiàn)在越來越多的通信標準都瞄準了LDPC碼，以適應未來無線通信系統(tǒng)的需求。數(shù)字視頻廣播標準DVB-S2、GB20600，寬帶無線接入標準IEEE802.16e和深空通信標準CCSDS已經(jīng)把

2、LDPC碼作為標準的信道編碼，以解決低信噪比條件下的可靠數(shù)據(jù)傳輸問題。高性能LDPC碼的設計有3個要求:1.低編碼復雜度;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、低誤碼平臺和低譯碼門限的特點。本文采用理論分析和計算機仿真相結合的方法，圍繞快速編碼、編碼復雜性和BER性能等重要因素對原模圖LDPC碼的構造進行了深入的研究，得出了相應的定理及其推論，并進行數(shù)學證明。同時，對基于高性

3、能LDPC碼的認知無線電網(wǎng)絡中部分關鍵技術進行了研究。本文的主要工作包括:
　　1.提出原模圖LDPC碼校驗矩陣無四環(huán)的充要條件，以及基于索引矩陣的四環(huán)數(shù)檢測算法，用于分析和優(yōu)化原模圖LDPC碼的設計。
　　2.提出原模圖LDPC碼校驗矩陣非奇異的充要條件，有效地解決了原模圖LDPC碼校驗矩陣奇異性的問題。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碼的構造方法，具有良好的BER性能。
　　3.提出基于校驗矩陣的快速迭代編碼算法。利用校驗矩陣的迭代結構進行編碼，降低了編碼復雜度。提出兩種基于快速迭代編碼的高性能LDPC碼的構造方法，其編碼具有線性復雜度，并且具有良好的BER性能。提出基于高性能LDPC碼的時頻碼構造方法。
　　4.對基于高性能LDPC碼的認知無線電網(wǎng)絡中部分關鍵技術進行了研究。提出基于高性能LDPC碼