文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
LDPC编码MIMO系统的性能分析与设计优化
姓名:陈晓衡
申请学位级别:硕士
专业:信息与通信工程
指导教师:金向东;谢磊
20070510
摘要凼隽薒嗦隡低秤肫渚赫桨傅难芯肯肿矗芙崃酥饕5浙江大学硕士学位论文如何在频谱受限、功率受限的无线与移动信道上实现高带宽的可靠通信,一直是通信业界研究的热点。二十世纪九十年代以来,搿氲纫幌盗逼近阅芟薜木来肀嗦氡环⑾郑晌P诺辣嗦肜砺垩芯康闹匾@锍趟椋成为、与低车牟慰急曜肌6喾⑺吞煜摺⒍嘟邮仗煜际酰为通信系统提供了分集增益与多路复用增益,提高了通信的频谱效率,减少了无线与移动信道上衰落对于通信系统的不利影响。如何将码与系统结合起来,并针对系统设计与优化码,成为当前研究的一大热点。因子图、和积算法与图是理解与设计迭代译码系统的重要工具,本文将以平坦衰落信道为例,将这些工具应用到编码系统中,对系统进行分析、设计与优化。本论文的研究和创新工作主要包括以下内容:隽薓低车脑恚有诺婪纸庥牖バ畔⒘孔畲蠡礁鼋嵌认晗推导了系统的信道容量。介绍了当前主流的空时编码系统,如空时网格码、空时分组码、分层空时系统W芙崃薓际醯难樯芰斯嬖蛴敕枪嬖騆氲墓乖煊隩急硎荆晗竿频剂薒码消息传递译码算法,阐述了密度进化算法的原理。尚待解决的问题,提出了码与调制器的串行级联系统方案,通过理论推导与仿真,进行了全面的讨论。樯芰艘蜃油加牒突惴ǎ钊肜斫饬嘶谕嫉穆胗氲肼胨惴ǎ⒒于迭代译码原理,提出了双重迭代检测器。在深入理解编码系统的基础上,设计了解调器与变量节点译码器问的和积算法,在检测器和解调器间采用迭代消息传递方案,来近似最佳联合检测,译码。樯芰送獠啃畔⒆R仆图B凼隽嗽贐信道、信道下系统为例,应用线性规划与曲线拟合,来设计最大化码率的码字。悸堑揭肼敫丛佣扔胍肼刖ǘ戎实娜ê猓髡呱杓屏舜巫钣诺母扇畔蚨<觳馄鳎⒂胨氐鶰觳馄鹘辛硕员确治觥关键词:,、迭代译码、因子图、和积算法、图究现状与发展方向。如何利用图来设计码的规则。以
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第一章引言昴一早§逼近性能限的纠错码胗氲肼肜砺亏§.亿啦,,。当码率忍,嘶,时,译码算法的复杂度是有限的;但超过忍∞,保人通信这一更高级阶段发展。未来移动通信的目标是,能在任何时间、任何地地提高谱效率,被视为未来无线移动通信系统的关键技术之一。本论文主要研究计算的代价就交得非常大,亿咖,豢醋魇导士纱锏降男诺廊萘肯蕖R虼苏庑┐浙江大学硕士学位论文现代无线移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通信阶段,并且正朝着个点、向任何人提供快速可靠的通信服务。随着各式各样的无线和数据业务不断出现,无线资源如频谱变得越来越紧张,如何更高效地利用有限的通信资源成为无线通信新技术发展的焦点所在。近年来,码由于具有逼近阅芟薜囊肼肽芰Γ芄辉谔岣咝阅艿耐时,节省频谱,所以被许多通信标准作为参考方案。多天线技术由于能较大幅度多天线系统中码的设计与联合优化等有关问题。本章首先介绍了纠错码技术、特另日是码技术的发展状移缓筇致鄱天线系统的特征和目前的进展,接着回顾了编码系统的当前研究成果,最后介绍了本论文章节安排。构造接近香农容量限的纠错码一直是信道编码理论研究的理想目标,但是直到世纪年代以前,这个目标却是可望不可及的。在氤鱿种埃有的纠错码性能离香农限褂泻艽蟮摹ǘ尉嗬耄踔廖薹ǔ郊扑憬刂顾俾错码只能看作是好码,还不是非常好码。年,等人提出的被看作信道编码理论研究的重要里程碑。等人将卷积码和随机交织器相结合,同时采用软输出迭代译码来逼近最大似然译码,取得了超乎寻常的优异性能。在信道中,采用调制的码率耄么笮∥的随机交织器进行交织和次迭代译码的情况下,在信噪比为时,误码率可以达到~琓码的性能一举超越了截止速率,并且逼近了香农容量限,是一种信道编码理论界一直梦寐以求的可实用的非常好码,它的出现标志着信道编码理论研究进入了一个崭新的阶段。胧导噬鲜橇铰肪砘氲牟⑿屑读#宦沸畔⑽恢苯咏斜嗦耄硪路信息位则要先经过一个交织器,进行信息位的随机置换,然后进行编码。交织
实质上,氲挠乓煨阅芾丛从谄湔诖肼朐恚床捎萌硎湔枞硎涑§.兔芏刃Q槁氲奶岢鲇胙芯肯肿浙江大学硕士学位论文器有将突发错误离散的作用,但更重要的作用是它改变了码的重量分布,减少了重量很小和重量很大的码字的出现,重量谱集中在中等重量的码字上,改变了码字的距离特性【;随机交织使信息位之问尽可能具有长的关联,让两个短的卷积码实现了等效随机长码的性能,使码的特性接近香农随机编码思想,从而获得了逼近香农限的性能。篠疭牡肼胨惴ǎ讨蟹至恳肼肫髦浠ハ啻递外信息美创俳鞣至柯氲囊肼搿K孀诺问脑加,迭代译码高概率渐进收敛于最大似然译码,是一种低复杂度的次最佳译码。这