LDPC码在自编码扩频系统中的应用研究

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LDPC 码是Gallager 提出的一种可接近香农限的好码。自编码直扩通信是Lim Nguyen 提出的一种利用信源数据作为扩频序列的随机直扩技术。本文总结了LDPC 码和自编码扩频系统的研究成果。介绍了几种主要的LDPC码的码结构和编码方式,LDPC 码的置信传播译码算法以及密度进化分析,介绍了自编码扩频技术的原理,分析了基本自编码扩频系统在AWGN 信道中的性能、自干扰导致的误差传播特性、多址特性和多径特性。认为单用户自编码扩频系统在Eb/No 大于4dB 时性能与传统直扩通信系统一致,低信噪比下误差传播是系统性能恶化的根本原因。本文针对自编码扩频系统的特点提出了改进其性能的一条有利途径,即将LDPC 码引入自编码扩频系统中,本文总结了基本自编码扩频系统与纠错码结合的三种模型,根据LDPC 码的特点选取改进的外部反馈型构造SESS-LDPC 系统,利用LDPC 码极强的纠错能力来降低系统误码率,减小误差传播导致的自干扰以提升系统性能。本文用计算机构造了两类LDPC 码,通过仿真验证了(3,6)Mackay 码和eIRA码的优良特性,对Mackay 码和eIRA 码的编码复杂度、码结构特性进行了分析比较。本文对SESS-LDPC 系统进行仿真,证明LDPC 码的引入使得系统性能极大提升,同时指出SESS-LDPC 系统存在门限值,此门限值不受纠错码好坏的影响。对SESS-LDPC 系统的多址性能进行分析,指出多址性能不佳的主要原因是扩频码之间正交性不好,提出随机信源选择正交Hadamard 矩阵行向量作为扩频序列的方法来降低系统门限和提高多址性能,通过仿真验证此方法不仅在单用户情况下降低了SESS-LDPC 系统门限值,而且多用户情况下极大提高了系统的多址特性,双用户系统性能与单用户系统相当,8 用户系统性能仅比单用户系统降低0.2dB。
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