LDPC编码构造及协作传输应用研究

发布时间：2020-07-13 04:03

【摘要】：无线通信系统的可靠性和稳定性对于当今无线通信业务的发展至关重要,而无线信号传输过程中,会受到多径效应、信道衰落、路径损耗等因素的影响,致使信号在传输过程中产生畸变,导致接收端无法正确接收有效信息。信道编码技术和协作通信技术都可有效抑制信号衰落的影响,但由于各信道编码的编译码复杂度较高等缺陷,无法达到可靠的信息纠错。而协作通信技术同样存在信息传输效率低、信息传输可靠性低、复杂度过高等问题。针对这些问题,本学位论文重点探讨了低密度奇偶校验(LDPC)码的优化以及其在编码协作中的传输应用进行创新研究,主要工作如下:(1)首先介绍了协作通信技术的基本原理及协作通信系统模型。然后介绍了分集合并技术,包括选择式合并(SC)、等增益合并(EGC)以及最大比合并(MRC)。接下来介绍了放大转发(AF)、译码转发(DF)等中继转发协议,并分析推导了AF、DF中继系统的中断概率及误符号率(SER)。仿真表明:当SER为10-1时,AF协议、DF协议较链路直传方式分别有约5d B、5.5d B的性能改善;在等功率分配条件下,当中继节点处于源节点至目的节点的中点时,此时系统性能最佳。(2)针对LDPC码校验矩阵中存在的短循环对译码纠错性能的影响,提出了一种改进的消高阶环准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法。由于QC-LDPC码的准循环特性及易于编码实现等优点,利用大衍数列的递增特性,对QC-LDPC码进行消高阶环处理,可分别实现构造围长至少为8、10的QC-LDPC码。仿真表明:本文基于大衍数列构造的消高阶环的QC-LDPC码较其它传统构造法有明显性能优势。当误码率(BER)为10-5时,本文基于大衍数列构造的围长至少为8的QC-LDPC码较差分序列构造码、PEG构造码、Mackay构造码、阵列码分别有约0.5d B、0.65d B、1.3d B、2.3d B的性能增益。(3)针对编码协作(CC)系统中协作伙伴只有正确译码才决定参与协作转发的缺陷,提出链路自适应再生编码协作(LAR-CC)传输方案。基于两用户模型下,选择LDPC码作为信道编码方式,将链路自适应再生(LAR)协议引入到CC系统中。通过比较中继两端信道质量的优劣,调整中继转发信息功率,从而有效解决了CC系统中协作伙伴译码错误导致协作终止的弊端,进一步提高了协作通信系统性能。仿真表明:LAR-CC方案较传统CC方案能获得较明显的系统性能优势,当BER=10-4时,LAR-CC方案较传统CC方案有约4d B的性能增益。本文通过对LDPC码和基于LDPC码编码协作的优化改进,可较好的提高通信系统性能。全文改进点便于实际环境应用,具有较高实用价值。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN911.22
【图文】：

结构图,空间分集,结构图,频率分集

图 2.4 空间分集结构图行特定布置，预先计算其各个天线之间的具有较好的非相关性。从而保证接收端信。一般情况下，空间分集技术在系统的接端进行分集处理。利用空间分集技术可以有主要是指在发送端产生多个不同的载波频关处理。频率分集技术需要有一定的带宽候，其利用率较低，因此其应用场合比较有实现频率分集，需满足关系式：max1cf B

技术性能比较,信噪比,性能对比,概率密度函数

n nnn n KN N 。当 K 1时，式(2.15)可进一步表示为21211NnnNn nmrc Nnnnn nrrNrN 平均信噪比为，mrc 服从的概率密度函数为： 11( ) ( ) , 01 !mrcNmrc Nmrc mrcf eN 噪比为：1( )Nmrc nnMean N 性能对比支路平均接收信噪比 =5，各合并方式仿真比较结果

协作伙伴,中继转发,方式,目的节点

当分支总数 N 3时，SC 方式有约 2益，而 MRC 方式有约 4.7dB 合并增益。且随着距也越来越明显，在性能上从优到劣依次为 MR用户通过广播信息至协作伙伴，此时协作伙伴接作转发，转发的方式称为中继转发协议，目前比议、DF 协议、CF 协议、CC 协议等。为简单的协作处理方式，在 AF 通信系统中，中大，将放大后的信息转发至目的节点即可。在放放大。但对于目的节点来说，可以同时接收到源中继转发方式，基站将接收到两个完全独立的衰三节点两跳单中继协作通信系统为例，对 AF 协

【参考文献】