多进制LDPC码编译码算法优化及其应用的分析.pdf

分类号: 密级: U D C : 编号: 工学博士学位论文多进制LDPC码编译码算法优化及应用研究博士研究生:佟宁宁指导教师:赵旦峰教授学位级别:工学博士学科、专业:通信与信息系统所在单位:信息与通信工程学院论文提交日期:2014年3月论文答辩日期:2014年4月授予学位单位:哈尔滨工程大学万方数据 Classified Index: : A Dissertation for the Degree of Research of Encode and Decode Algorithm Optimization and Application for Non-odes Candidate: Tong Ningning Supervisor: Prof. Zhao Danfeng Academic Degree Applied for: Doctor ofEngineering Speciality: Communication and Information System Date of Submission: March,2014 Date of Oral Examination: April,2014 University: Harbin Engineering University 万方数据万方数据哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字): 日期: 年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字): 导师(签字): 日期: 年月日年月日万方数据万方数据摘要-I- 摘要数字信息在具有时变特性的无线信道中传输时,由于受到噪声的影响会导致接收端不能接收正确的信息,对人们的日常生活造成严重的影响。而大多数实用的通信系统都是基于无线通信的,因此如何提高无线通信的通信质量是需要解决的首要问题之一。而将纠错性能优异的信道编码技术即LDPC码应用于无线通信系统是一种解决无线通信质量问题的有效措施。随着通信技术、互联网技术的不断发展以及用户对高质量的多媒体业务需求的不断增加,未来无线通信技术必须具有提供更高数据传输速率、更高频带利用率以及更高通信质量业务的能力,因此在未来的无线通信中采用的通信技术必须满足高频带利用率、高可靠性的需求。此时多进制LDPC码与二进制LDPC码相比,具有更显著的优势,但其高编译码复杂度阻碍了其实用化进程。因此,对多进制LDPC码的编译码算法进行优化,构造具有较强纠错性能的中短码长LDPC码,对高阶域LDPC码调制一体化方案进行设计以及对多进制LDPC码的应用进行研究,具有重要的理论分析和实际应用意义。论文针对多进制LDPC码编译码算法优化以及应用进行了深入的研究,并取得了一定的研究成果: 首先,针对随机构造多进制LDPC码的高编码复杂度,基于线性编码复杂度的迭代编码算法,提出了一种直接构造具有下三角结构的非规则LDPC码的方法—改进的EBF 算法/改进的PEG算法,该方案从改进编码方案和构造校验矩阵两方面来降低算法的复杂度,改进构造算法构造的LDPC码字与原构造算法构造的码字相比,可在不损失纠错性能的前提下,极大降低系统的编码复杂度,从而为进一步的硬件实现提供了理论参考。针对代数构造多进制QC-LDPC码算法纠错性能较差的缺陷,及鉴于无线信道的时变特性,提出了一种基于掩盖删余技术构造QC-LDPC码的算法。基于掩盖技术,可以降低硬件实现复杂度以及提高结构构造算法构造的LDPC码字的纠错性能;基于删余技术, 可以构造码率自适应的QC-LDPC码,从而提高通信系统的平均有效性。其次,在研究多进制LDPC码译码算法的基础上,提出了一种多进制LDPC码的改进随机译码算法,该译码算法在具有低校验节点及交织运算复杂度同时,可进一步降低变量节点的