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1、浙江大学信息与电子工程学系 硕士学位论文 LDPC码的编码调制研究 姓名：张文娜 申请学位级别：硕士 专业：信息与通信工程 指导教师：陈惠芳;谢磊 20100310 浙江大学硕上学位论文 摘要 摘要 低密度校验L D P C 码( L o w - D e n s i t yP a r i t yC h e c kc o d e s ) 是除了T u r b o 码 之外，又一类近香农限的编码方法。由于L D P C 码的出色译码性能，有关它的研 究成为当前的热点之一。在实际应用中，通信在很多情况下必须在频带受限的信 道下进行，所以对多进制调制和译码的研究就变得非常重要。 本文首先研究了多进制调
2、制下L D P C 码的译码算法：广义迭代译码算法和多 进制调制下的二进制迭代译码算法。然后重点研究了多级编码调制的三种译码算 法：多级译码、并行译码和混合译码，并且在高斯信道下对其进行了仿真，仿真 结果显示混合译码的性能明显优于其它两种译码方法。在此基础上，对可分解的 L D P C 码进行了改进，将映射方式由传统的O n g e r b o e c k 分集方式改为块分集方式， 译码方法由多级译码改为混合译码，并且分别在高斯信道和R a y l e i g h 信道下进 行了仿真。仿真结果显示改进后的可分解的L D P C 码不仅在性能上有了很大提高， 并且能提供不等性能保护U E P 。
3、 关键字：L D P C 码，多进制调制，多级编码，混合译码，集分割，高斯信道，R a y l e i g h 衰落信道 浙江大学硕士学位论文A b s t r a c t A b s t r a c t B e s i d e st u r b oc o d e s ，l o w d e n s i t yp a r i t y c h e c k ( L D P C ) c o d e sf o r ma n o t h e rc l a s s o fS h a n n o nl i m i t ( o rc h a n n e lc a p a c i t y ) - a p p r
4、o a c h i n gc o d e sw h i c hh a sa t t r a c t e d b o o m i n gi n t e r e s ti n t h el a s tf e wy e a r sb e c a u s eo ft h e i re x c e l l e n t d e c o d i n g p e r f o r m a n c e I np r a c t i c e ，c o m m u n i c a t i o ni su s u a l l yw o r k i n gu n d e rb a n dl i m i t e d c h
5、 a n n e l s ，S Oi ti sv e r yi m p o r t a u tt oi n v e s t i g a t et h ep e r f o r m a n c eo fm a r ym o d u l a t i o n a n di t sd e c o d i n g T h i sp a p e rf i r s ts u m m a r i z e st h ea l g o r i t h m so fL D P Cd e c o d i n gu n d e rm r a y m o d u l a t i o nw h i c hc o n t a
6、 i n sg e n e r i ci t e r a t i v ed e c o d i n ga l g o r i t h m sa n db i n a r yi t e r a t i v e d e c o d i n ga l g o r i t h m s T h e nw ef o c u so nt h ed e c o d i n ga l g o r i t h m so fm u l t i l e v e lc o d e d m o d u l a t i o n ，i n c l u d i n gm u l t i - s t a g ed e c o d
7、 i n g ，p a r a l l e ld e c o d i n ga n dh y b r i dd e c o d i n g ， a n dt h e i rs i m u l a t i o nr e s u l t su n d e rA W G Nc h a n n e la r ec o m p a r e d I ti m p l i e st h a tt h e p e r f o r m a n c eo fh y b r i dd e c o d i n gi sb e t t e rt h a no t h e rd e c o d i n ga l g o
8、r i t h m s N e x t ，t h e d e c o m p o s a b l eL D P C i si m p r o v e d ，w h i c hc h a n g e st h eU n g e r b o e c ks e t t i n gp a r t i t i o nt o b l o c kp a r t i t i o na n dc h a n g e sm u l t i - s t a g ed e c o d i n gt oh y b r i dd e c o d i n g T h es i m u l a t i o n u n d e
9、 rb o t hA W G Na n dR a y l e i g hf a d i n gc h a n n e ls h o w st h a tn o to n l yt h eb i te r r o rr a t e p e r f o r m a n c ei si m p r o v e ds i g n i f i c a n t l yb u ta l s ot h eu n e q u a le r r o rp r o t e c t i o nf e a t u r e c a nb eu t i l i z e d K a yw o r d s ：L D P C ，
10、M a r ym o d u l a t i o n ，M u l t i l e v e le n c o d i n g ，H y b r i dD e c o d i n g ，S e t p a r t i t i o n i n g ，G a u s sc h a n n e l ，R a y l e i g hf a d i n gc h a n n e l 1 1 1 浙江大学硕士学位论文 图目录 图目录 图卜1数字通信模型框图1 图2 1规则L D P C 码的T a n n e r 图1 1 图2 2校验节点信息更新图1 3 图2 3比特节点信息更新图13 图3 1传统的B
11、I C M 系统框图1 9 图3 2码字为L D P C 码的B I C M 系统框图2 0 图3 3多级编码器的系统框图2 1 图3 4 传统的U n g e r b o e c k 分集方式的分集方法图2 2 图3 5U n g e r b o e c k 分集( U P ) 8P S K 2 2 图3 6U n g e r b o e c k 分集( U P ) 1 6 Q A M 2 3 图3 7 块分集( B P ) 8P S K 23 图3 8 块分集( B P ) 16 Q A M 2 3 图3 9非标准分集( U B P ) 1 6Q A M ( 1 ) 2 4 图3 1 0
12、非标准分集( U B P ) 1 6Q A M ( 2 ) 2 4 图3 1 1 四级的多级译码( M S D ) 框图2 6 图3 1 2 四级的多极并行译码( P D L ) 框图2 7 图3 13 四级的混合译码( 1 ) 框图2 7 图3 1 4 四级的混合译码( 2 ) 框图2 8 图3 1 5 子码是基于欧氏几何的( 1 0 2 4 ，7 8 1 ) L D P C 码的多级译码性能曲线 图2 9 图3 1 6 子码是基于欧氏几何的( 1 0 2 4 ，7 8 1 ) L D P C 码的多级译码下的各 级平均迭代次数曲线图3 0 图3 1 7 子码是基于欧氏几何的( 1 0 2
13、4 ，7 8 1 ) L D P C 码的混合译码性能曲 线图3 1 图3 1 8 子码是基于欧氏几何的( 1 0 2 4 ，7 8 1 ) L D P C 码的混合译码下的各 级平均迭代次数曲线图3 2 图3 1 9 子码是基于欧氏几何的( 1 0 2 4 ，7 8 1 ) L D P C 码另外一种混合译码 性能曲线图3 3 V I 浙江大学硕士学位论文图目录 图3 2 0 子码是基于欧氏几何的( 1 0 2 4 ，7 8 1 ) L D P C 码，映射方式分别采 用u P 、B P 、U B P 的译码性能对比曲线图3 5 图4 1高斯信道模型3 9 图4 2R a Y l e i g
14、 h 衰落信道模型4 0 图4 3可分解的L D P C 码的编码框图4 1 图4 4可分解的L D P C 码的编码调制以及多级译码框图4 2 图4 5可分解的( 4 0 9 6 ，2 8 0 0 ) L D P C 码译码为多级译码，与基于二进制 译码的性能对比曲线4 4 图4 6 可分解的( 4 0 9 6 ，2 8 0 0 ) L D P C 码，译码为多级译码，与广义迭代 译码算法的性能对比曲线4 5 图4 7可分解的L D P C 码的编码调制以及混合译码框图4 6 图4 8改进后的可分解的L D P C 码总的译码性能和各级子码的译码性能曲 线，A W G N ，1 6 Q A
15、M 4 8 图4 9改进后的可分解的L D P C 码和采用U n g e r b o e d k 集分割方式和多级 译码的可分解L D P C 码的译码性能曲线，A W G N ，1 6 Q A M 4 9 图4 1 0 改进后的可分解的L D P C 码和采用广义迭代译码算法的可分解L D P C 码的译码性能曲线，A W G N ，1 6 Q A M 5 0 图4 1 1 采用U n g e r b o e d k 集分割方式和多级译码的可分解L D P C 码的平均 迭代次数曲线，A W G N ，16 Q A M 5 1 图4 1 2 改进后的可分解的L D P C 码采用块分集的集分割方式和混合译码的 平均迭代次数曲线，A W G N ，16 Q A M
