Raptor码编译码技术及其在LTE下行链路中的仿真研究

发布时间：2017-07-18 13:12

  本文关键词：Raptor码编译码技术及其在LTE下行链路中的仿真研究

  更多相关文章： Raptor LTE Turbo 度数 线性拟合

【摘要】：喷泉码是一种新的前向纠错方案,它具有无率性,无序性,编译码复杂度低等特点,在广播多播、移动通信、深空通信中有广泛的应用研究。本文研究的是喷泉码的一种-Raptor码的编译码技术,并将其作为LTE下行链路信道编码与Turbo码进行仿真比较。仿真选用的平台为IT++,IT++不仅有Matlab的功能模块,还结合了C++高效的运行速度优点,能够大大节约用户时间。本文首先对喷泉码提出的背景及其发展做了简要介绍,并且比较了Raptor与Turbo码的优势与劣势,其中Raptor码自身并行译码结构的优点,比Turbo码更容易硬件实现。其次,对Raptor码的编译码技术的基本原理进行阐述,指出Raptor码只有在码长为万级别时,其优良性能才能明显的体现出来。在块长较短时,小环和小度数的变量节点的存在对Raptor码的误码性能影响很大。基于以上分析,仿真验证了PEG算法能够提升Raptor码误码性能,但是效果不明显,平均度数变量节点的编码算法能够降低LT码的误码平层,进而有效降低Raptor码误码率,二者性能都受限于在块长较短时LT码编码时产生的Tanner图结构。在此基础上,进一步对编码矩阵进行预处理,使得似然信息在译码过程中能够顺利的沿着边传递,提高误码性能,该方法与文献中方法稍有不同。译码方面,本文用线性拟合法来近似LT码译码公式中双曲正切函数,以降低译码时的运算量。仿真验证,该方法并不会降低其误码率性能。最后,将Raptor码与Turbo码在噪声信道下进行仿真分析,仿真对比在不同信息长度以及不同码率下二者的性能曲线,证明Raptor码在小块时性能不如Turbo码,但是在长块如5000时性能要优于Turbo码。在此基础上,本文较完整的实现了LTE下行链路仿真平台,包括传输信道和物理信道,并且结合HARQ技术,将Raptor码与Turbo码在不同块长以及码率下进行仿真比较。
【关键词】：Raptor LTE Turbo 度数 线性拟合
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.22
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 喷泉码提出及其研究现状10-12
• 1.1.1 喷泉码的提出10-11
• 1.1.2 喷泉码的研究现状11-12
• 1.2 LTE概要以及论文研究意义12-16
• 1.2.1 LTE物理层关键技术13-14
• 1.2.2 论文的研究意义14-16
• 1.3 论文主要内容和结构16-17
• 第2章 Raptor码编译码原理以及仿真研究17-30
• 2.1 Raptor码在物理层的系统结构17-18
• 2.2 LT码编译码原理18-24
• 2.2.1 LT码编码原理18-19
• 2.2.2 LT码译码原理19-21
• 2.2.3 度分布的选择21-23
• 2.2.4 LT码仿真分析23-24
• 2.3 Raptor码基本原理以及仿真分析24-29
• 2.3.1 预编码-LDPC码基本原理24-27
• 2.3.2 Raptor码编译码原理27-28
• 2.3.3 Raptor码性能仿真分析28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 Raptor码改进的编译码算法的仿真研究30-51
• 3.1 Raptor码的PEG编码算法30-33
• 3.1.1 小环对码的性能的影响30-31
• 3.1.2 PEG算法仿真分析31-33
• 3.2 Raptor码变量节点规则度数编码算法33-43
• 3.2.1 LT码的性能下界分析34-36
• 3.2.2 平均度数编码算法及仿真分析36-40
• 3.2.3 改进编码算法40-43
• 3.3 基于双曲正切修正函数的简化译码算法43-47
• 3.3.1 修正双曲正切函数43-45
• 3.3.2 基于线性拟合的译码算法45-46
• 3.3.3 复杂度及仿真分析46-47
• 3.4 Turbo码与Raptor码的性能仿真与分析47-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第4章 Raptor码在LTE下行链路的仿真研究51-65
• 4.1 LTE下行链路模型的建立51
• 4.2 传输信道主要模块的设计51-58
• 4.2.1 传输块添加循环冗余校验(CRC)52-53
• 4.2.2 码块分割以及码块添加CRC53-54
• 4.2.3 信道编码模块54-55
• 4.2.4 速率匹配模块55-58
• 4.2.5 码块级联58
• 4.2.6 HARQ技术58
• 4.3 物理信道主要模块的设计58-62
• 4.4 仿真分析62-64
• 4.5 本章小结64-65
• 结论与展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 姚文顶;李晖;陈立甲;许洪光;;深空通信中喷泉码技术研究[J];系统工程与电子技术;2009年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 陈瑞朝;基于喷泉码的HARQ技术研究[D];北京交通大学;2013年

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本文编号：557849