mimo系统中ldpc码的研究.rar

摘要
低密度校验码是一种能逼近 Shannon 容量限的渐进好码，在长码时其性能甚至超过了 Turbo 码。由于低密度校验码具有诸多优点，它在信息可靠传输中的良好应用前景已经引起学术界和 IT 业界的高度重视，成为当今信道编码领域最受瞩目的研究热点之一，低密度校验码的应用也已经被提到日程上。无线MIMO技术被认为是实现未来高速宽带无线Internet接入网的关键技术之一。
本文在研究 LDPC 码基本编译码理论和MIMO基本实现算法的基础之上，将LDPC编码和MIMO系统结合起来，深入分析了影响 LDPC-MIMO级联系统性能的因素；并研究了采用联合检测方案得到后验概率，更好的实现译码。最后尝试从本原的角度研究LDPC编码。本文利用MATLAB进行了大量的计算机辅助仿真，研究不同系统的性能。
LDPC-MIMO系统的实用化还要走较长的一段路，虽然 LDPC-MIMO系统的性能优越，但是还有很多问题一直很难解决。在本文的最后，总结了现在的工作，为以后的工作指明了方向。比如LDPC 码的编码方面还需要进一步研究，找到更易于硬件实现的码结构及线性编码问题。LDPC-MIMO系统之间信息的传递也是一个可以深入研究的方面。本文仅对本原LDPC码的编码做了粗浅的研究，如何设计一个复杂度低但性能好的本原LDPC码是值得研究的。

关键词:LDPC MIMO 性能分析 本原LDPC码

ABSTRACT
     Low-Density Parity-Check (LDPC) codes are a class of capacity approaching error- correcting codes. By using low complexity algorithms based on belief propagation, LDPC codes can get near Shannon limit decoding performance. For long code lengths, LDPC codes can even outperform Turbo codes. Due to the advantages of LDPC codes, their applications in reliable communications have received great interests and have become one of most attractive field in channel coding community. Now, the application of LDPC has been put on the agenda. Wireless MIMO is regarded as one of the key technologies that realize the high-speed broadband wireless Internet access networks in the future.
Based on the encoding/decoding theories of LDPC and the main coding schemes of MIMO system, the thesis combines the LDPC with the MIMO system to get better performance. The factors which influence the LDPC-MIMO combined system are deeply analyzed. In order to get better performance of decoding, it uses the information from the Space-Time coding block into the decoding of LDPC by the factor posterior- probability. At last, encoding method of LDPC that using primitive polynomial is attempted. Matlab is adopted to do a number of computer-aided simulations for the performance of systems.
Although LDPC-MIMO system is good, but there are many problems which have not been solved. In the end of this Thesis, it summarizes all the work I have done and shows the future jobs I will do. Such as the proper code structure that can be realized more easily in hardware, liner encoding problem, the information exchange between the LDPC and MIMO and so on. An encoding scheme of primitive LDPC with a low-complication and good performance is worth to investigate.

Key words：LDPC  MIMO  performance-analysis  primitive LDPC

目录

第一章 绪论 3
1.1 本文的研究背景与实际意义 3
1.2 LDPC-MIMO研究现状 3
1.3 本文研究的主要内容 5
1.4 本文的结构 5
第二章 LDPC码的构造 7
2.1 引言 7
2.2 LDPC码的分类 7
2.2.1 规则LDPC码和非规则LDPC码 7
2.2.2 二元LDPC码和q元LDPC码 8
2.2.3 随机构造LDPC和代数构造LDPC码 8
2.3 LDPC码的编码 9
2.3.1 Gallager 构造的LDPC码 9
2.3.2 Mackay构造的LDPC码 10
2.3.3 组合方法构造的LDPC码 11
2.4 LDPC码的译码 12
2.4.1 硬判决比特翻转译码 12
2.4.2 置信传播算法 13
2.5各种编译码算法对LDPC码的影响分析 15
2.5.1 不同译码算法对LDPC码的影响 15
2.5.2 不同编码方法的LDPC码的性能比较 16
2.6 小结 20
第三章 无线MIMO信道建模与模型仿真 21
3.1 引言 21
3.2 MIMO信道的实现算法 21
3.2.1空时分组码 21
3.2.2 空时网格码 23
3.2.3分层空时编码 25
3.3 MIMO系统模型仿真和性能分析 25
3.3.1 Alamouti编码性能分析 25
3.3.2 空时分组码性能分析 27
3.3.3 空时网格码性能分析 29
3.3.4 分层空时码性能分析 31
3.3.5 几种编码算法的比较 33
3.4 小结 34
第四章 LDPC-MIMO系统模型和性能优化 35
4.1引言 35
4.2系统模型的设计 35
4.3模型仿真 35
4.3.1不同信道的LDPC-MIMO 35
4.3.2 不同空时编码算法的LDPC-MIMO 36
4.3.3 不同LDPC编码方式的LDPC-MIMO 38
4.3.4 不同调制方式的LDPC-MIMO 39
4.4 LDPC-MIMO系统性能分析 40
4.5优化建议 41
4.6小结 42
第五章 本原LDPC码 43
5.1引言 43
5.2利用本原多项式来构造LDPC校验矩阵 43
5.2.1本原及本原多项式 43
5.2.2 规则LDPC码的基本构造准则 44
5.2.3 LDPC码的构造 45
5.3 性能分析 46
5.4小结 47
第六章 全文总结 48
致谢 49
参考文献 50