turbo码与ldpc码编译码研究.pdf

中图分类号: 论文编号: 1028704 12-S050
学科分类号:081001




硕士学位论文



Turbo 码与 LDPC 码编译码的研究





研究生姓名顾超
学科、专业通信与信息系统
研究方向无线通信
指导教师曹杰研究员





南京航空航天大学
研究生院电子信息工程学院
二О一一年十二月
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Electronic and Information Engineering


Research on Encoding and Decoding of
Turbo codes and LDPC codes

A Thesis in

Communication and Information System

by

Gu Chao
Advised by

Professor Cao Jie

Submitted in Partial Fulfillment

of the Requirements

for the Degree of

Master of Engineering



December, 2011
承诺书

本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究
工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文
中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南京航
空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编
入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、
汇编学位论文。
(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)





作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
Turbo 码、LDPC 码均具有接近 Shannon 限的性能,Turbo 码在低噪声比的情况下性能要优
于其他的编码方式。而 LDPC 码的描述简单,具有较大的灵活性,当码长足够长时具有比 Turbo
更好的性能,其译码复杂度低于 Turbo 码。近年来,Turbo 码、LDPC 码以其优越的性能和巨大
的商业价值得到广泛的关注,因此已经成为当今通信领域专家和学者研究的热点。
第一部分首先介绍了 Turbo 码的基本的理论知识,在此基础上研究了编码器的结构以及译
码算法:MAP 算法、改进的 MAP 算法以及 SOVA 算法。为了得到 Turbo 码抗干扰性能与其参
数的关系,进行了仿真分析。首先将其置于 AWGN 信道模型中进行传输,在接收端使用 Log-MAP
算法进行译码,得到在不同参数下的误码率与信噪比的关系。然后,在同一参数下将 MAP 算
法、改进的 MAP 算法以及 SOVA 算法放在同一 AWGN 信道下进行性能比较。接着将信道形式
调整为 Rayleigh,得到两种信道模型下性能曲线,并对其进行了分析,为工程设计提供了理论
参考依据。
第二部分对 LDPC 码的编码和译码的性能进行了分析和研究。首先基于信息论介绍了 LDPC
码的基本原理。在此基础上,针对目前颇受关注的两种基于校验矩阵的编码构造方法:基于校
验矩阵的随机构造方法和基于校验矩阵的结构化构造方法进行了描述。然后,针对国内近期提
出的基于准循环的编码方案做了深入研究,改进了基于光正交的准循环码字的构造的方法。为
了得到 LDPC 码抗干扰性能与其参数的关系,进行了仿真分析,首先搭建了 AWGN 信道仿真
平台,分析比较了各种不同的设计参数对译码性能的影响,其次分析比较了规则码字和非规则
码字的译码性能及其不同译码算法下的性能,最后对新提出的构造方法所构造码出来的码字与
传统方法构造出来的码字的性能进行了分析和比较。







关键词:Turbo 码,LDPC 码,MAP 译码算法,SOVA 译码算法,校验矩阵,随机构造,结构化构
造,AWGN 信道

i
Turbo 码与 LDPC 码编译码的研究
ABSTRACT
LDPC code and Turbo code all have good performance which approach