基于ldpc码的hk编码方案在高斯干扰信道上的优化实现方法

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1、摘要摘要本文在高斯干扰信道（GICs）中对两用户时Han-Kobayashi（HK）编码方案的可实现信道编码设计进行了研究。其中，低密度奇偶校验（LDPC）码被选择作为信道编码，采用二进制相移键控（BPSK）调制方式，主要研究其性能和度分布优化，并取得了一些有意义的结果，主要概括为以下几个方面：1.设计实现了二进制输入加性高斯白噪声信道下单用户LDPC码的编译码系统，并提出线性规划模型，解决度分布优化问题，找到了好码。在高信噪比区，误码率性能要优于一些公开发表的好码；2.设计实现了弱干扰的GICs下LDPC码的编译码系统，相比于单用户系统，在发送端加入了速率分裂和叠

2、加编码技术，在接收端，基于迭代联合译码思想设计出联合译码算法，利用状态节点，解决了三个译码单元迭代联合译码问题；3.探讨了两用户系统的最优功率分配算法以达到最大和速率，逼近HK容量界。并针对GICs，引入稳定性条件，在单用户的线性规划模型基础上提出两用户的非凸优化模型以解决度分布优化问题，其次优解仍然可以构造比较好的码字。关键词：低密度奇偶校验码，高斯干扰信道，Han-Kobayashi编码，度分布优化，迭代联合译码I万方数据ABSTRACTABSTRACTThispaperfocusesonGaussianinterferencechannels(GICs)and

3、studiestheHan-Kobayashi(HK)codingschemeforthetwo-usercasewiththeobjectiveofdesigningimplementablechannelcodes.Specifically,BPSKisemployedandlow-densityparity-check(LDPC)codesareadoptedfortheuseoverthechannel.Theirperformanceanddegreedistributionoptimizationarestudiedwiththefollowingmai

4、nresultsandfindings:1.DesignandimplementtheLDPCcodescodecsystemunderbinaryinputaddictivewhiteGaussiannoisechannelsforthesingleusercase.Alinearprogrammingmodelisproposedtosolvethedegreedistributionoptimizationproblemandsomegoodcodesaredesigned.Performanceofthedesignedcodesisstudiedforfi

5、niteblocklengthsthroughsimulationsofspecificcodespickedwiththeoptimizeddegreedistributions,where,foroneinstance,theresultsarecomparedwiththoseofsomepublishedcodes.Surprisingly,theformerisbetterinthehighSNRregion;2.DesignandimplementtheLDPCcodescodecsystemunderGICsforthecaseofweakinterf

6、erence.Comparedwiththesingleusersystem,ratesplittingandsuperpositioncodingtechniquesareadoptedinthetransmitter,andthejointdecodingalgorithmisdesignedtosolvetheiterativejointdecodingofthreedecodingcomponentswiththehelpofthestatenodeinthereceiverforthetwo-usersystem;3.Theoptimalpowerallo

7、cationalgorithmisdiscussedforthetwo-usersystemtomaximizethesumratewhichisclosetotheHKachievablerateregion.StabilityconditionsareintroducedforGICs,andtwo-usernon-convexprogrammingmodelisconstructedbasedonthesingleuserlinearprogrammingmodeltosolvethedegreedistributionoptimizationproble