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低密度奇偶校验码是一种优秀的线性分组奇偶校验码,可以以距离香农限非常近的速率传输。本文研究在衰落信道下LDPC码的设计与优化分析方法。以BIAWGN信道为基础,先研究LDPC码在该基带信道下的性能特点,得出规则LDPC码在较短帧就具有优秀性能,不规则LDPC码要在107才具有优异性能的结论。并得知规则LDPC码的性能优化主要在于H矩阵的设计,而不规则LDPC码的优化则在于度的分布对的设计与优化。针对H矩阵的设计,作者提出了两种新的设计方法:evenboth和evencol,并发现evenboth方式的性能更加突出,该结论在非相关瑞利衰落信道下依旧有效。针对度的分布对的设计,作者采用了密度进化的方法,通过大量仿真,找出了一系列好的分布对,并研究了密度进化方法在非相关瑞利衰落信道卞具有可行性,该度的分布对在非相关瑞利衰落信道下仍具有优秀的性能。本文对规则LDPC码和不规则LDPC码,卷积码,turbo码进行了性能比较,并给出了结论。
本研究分为五个部分:第一章阐述了规则和不规则LDPC码的基本原理,包括其发展历史,奇偶校验矩阵H,常规编码方案和特殊矩阵的快速编码方案。第二章论述了古典译码方式和现代的利用消息传递的信度传播译码算法,以及和积算法在后者中的运用。第三章从以门限值来判定码字性能的角度出发,引入了一种新的LDPC码的优化方法--密度进化方法,进而分析了不规则LDPC码的度的分布对的优化原理。第四章论证密度进化方法在非相关的瑞利衰落信道下的可行性,以及密度进化算法在该信道下的应用。第五章为仿真数据分析部分,给出了仿真系统的流程图和模块详解,以及相关数据曲线和表格。同时指出了LDPC码广泛的应用前景和下一步工作方向。