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摘要：低密度奇偶校验(Low Density Parity Cheek, LDPC)码凭借其具有逼近Shannon限的优异性能引起了通信编码领域的广泛关注,在卫星数字视频、深空通信、无线通信中得到了广泛应用。随着无线移动通信的发展,对信道编码不断地提出新的要求。现在越来越多的通信标准都瞄准了LDPC码,以适应未来无线通信系统的需求。数字视频广播标准DVB-S2、GB20600,宽带无线接入标准IEEE802.16e和深空通信标准CCSDS已经把LDPC码作为标准的信道编码,以解决低信噪比条件下的可靠数据传输问题。高性能LDPC码的设计有3个要求：1.低编码复杂度；2.快速编译码；3.好的BER性能。原模图LDPC(protograph LDPC)码具有高速译码、低误码平台和低译码门限的特点。本文采用理论分析和计算机仿真相结合的方法,围绕快速编码、编码复杂性和BER性能等重要因素对原模图LDPC码的构造进行了深入的研究,得出了相应的定理及其推论,并进行数学证明。同时,对基于高性能LDPC码的认知无线电网络中部分关键技术进行了研究。本文的主要工作包括：1.提出原模图LDPC码校验矩阵无四环的充要条件,以及基于索引矩阵的四环数检测算法,用于分析和优化原模图LDPC码的设计。2.提出原模图LDPC码校验矩阵非奇异的充要条件,有效地解决了原模图LDPC码校验矩阵奇异性的问题。给出原模图LDPC码生成矩阵的循环特性的证明,确保生成矩阵具有循环特性。生成矩阵的循环特性的提出为构造高性能LDPC码提供了理论依据。提出三种基于循环生成矩阵的高性能LDPC码的构造方法,具有良好的BER性能。3.提出基于校验矩阵的快速迭代编码算法。利用校验矩阵的迭代结构进行编码,降低了编码复杂度。提出两种基于快速迭代编码的高性能LDPC码的构造方法,其编码具有线性复杂度,并且具有良好的BER性能。提出基于高性能LDPC码的时频码构造方法。4.对基于高性能LDPC码的认知无线电网络中部分关键技术进行了研究。提出基于高性能LDPC码的认知无线电网络干扰抑制方法,解决了主用户与认知用户之间的干扰问题。提出三种基于高性能LDPC码的认知无线电网络的设计方法。提出一种基于扩频LDPC码的安全认知无线电网络的设计方法。