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低密度校验码(LDPC码)是一种能逼近shannon容量限的渐近好码,在长码时性能甚至超过了Turbo码,其译码采用具有线性复杂度的和-积算法,LDPC码以其优异的性能成为信道编码研究领域的热点。近年来,随着OFDM(正交频分复用)技术的成熟,结合纠错码的COFDM(编码正交频分复用)系统成为现代无线通信中抗干优的关键技术。本文针对未来移动信道或无线信道的数据传输特点,实现高速率数据的可靠传输,研究了LDPC码的快速编译码方法,并把采用高阶调制的LDPC码应用到COFDM系统中。
本文主要完成如下工作:
1. 研究了LDPC码的理论,基于二部图,详细介绍了LDPC码的的概念与构造方法。着重介绍了准循环LDPC码的构造及其编码算法,准循环LDPC码的编码复杂度较低,在中短码具有具有优越的译码性能。
2. 研究了LDPC码的迭代译码原理,从和-积算法的数学基础出发,推导了和-积算法全过程,并研究了其λ-min简化算法,研究表明,简化前后的译码性能相差不大,简化算法可以提高计算速度,减少了处理的边数量从而大大提高数据的传输速率;
3. 研究了采用高阶调制下的LDPC码和-积译码算法。高阶调制的译码算法性能比二阶调制的译码略差,可在保证数据可靠传输时实现数据流的速率的数倍增长。
4. 研究了无线移动信道的特点,建立了其简化的仿真模型。分析了LDPC码在移动信道中的性能。
5. 介绍了OFDM基本理论,提出LDPC-COFDM的简化模型,将LDPC码应用于COFDM系统模型中进行仿真,仿真结果表明准循环LDPC码及其简化的迭代译码算法应用于COFDM系统在降低了系统实现的复杂度同时,很大的程度上提高了系统的性能,有较强的无线抗干扰性能,可望应用于未来的无线高速数据通信。另外,本文还简要分析了下一代基于LDPC-COFDM的无线数据通信系统方案,概述了COFDM系统的参数选择。
LDPC-COFDM系统已成为通信领域研究的热点,随着技术的成熟必将在下一代高速数据通信中得到广泛应用。