协作通信中的高效编码调制技术研究

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1、协作通信中的高效编码调制技术研究EfficientCodingandModulationTechniquesinCooperativeCommunications学科专业：信息与通信工程作者姓名：黄静指导教师：陈为刚副教授天津大学电子信息工程学院二零一三年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献

2、均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要协作通信系统利用网络中的单天线终端形成虚拟天线阵列，通过其它节点的协

3、作传输实现分集，能有效提高数据传输的可靠性。协作通信系统中的信道可以建模为瑞利块衰落（BlockFading，BF）信道，采用传统的信道编码技术不能获得有效的分集增益。针对该问题，研究者提出了适用于该信道的低密度奇偶校验（Low-DensityParity-Check，LDPC）码，即全分集LDPC码。考虑到非规则LDPC码具有更优越的性能，本文针对非规则全分集LDPC码展开研究。一方面，实现了非规则全分集LDPC码以及非规则全分集准循环LDPC（Quasi-CyclicLDPC，QC-LDPC）码的构造。首先，基于渐进边增长

4、（ProgressiveEdge-Growth，PEG）算法构造了非规则全分集LDPC码。然后，为降低全分集LDPC码所需的存储容量和编译码复杂度，构造了非规则全分集QC-LDPC码。仿真结果显示，相对于传统LDPC码，本文所构造的全分集LDPC码和全分集QC-LDPC码在BF信道下均能实现全分集，并获得更高的编码增益。另一方面，为验证全分集LDPC码在实际协作通信系统中的性能，基于软件无线电外设（UniversalSoftwareRadioPeripheral，USRP）搭建了由两个源节点、一个中继节点和一个目的节点构成的四

5、节点协作传输网络。首先，两个源节点分别广播编码后的部分数据。然后，中继节点对接收到的数据进行处理后广播。最终，目的节点对接收到的数据进行译码。实际测试结果显示，全分集LDPC码在协作传输系统下相对于非协作或非全分集LDPC码能获得更好的性能。关键词：协作通信PEG算法全分集LDPC码QC-LDPC码ABSTRACTByvirtueofthecooperationamongnodesinavirtualantennaarrayconsistedofsingleantennaterminals,cooperativecommuni

6、cationsnetworksystemcanachievediversity,andthusimprovethereliabilityofdatatransmission.Inthissystem,conventionalchannelcodingtechnologycannotachieveeffectivediversitygainssincethechannelisaRayleighblockfading(BF)channel.Tosolvethisproblem,researchershaveproposedfull

7、diversitylow-densityparity-check(LDPC)codeswhichareapplicableforthisBFchannel.Consideringthattheirregularcodeshavebetterperformancethanregularcodes,thisthesisdevotestoimplementingtheresearchontheirregularfulldiversityLDPC.Ontheonehand,thisthesiscompletestheconstruct

8、ionoftheirregularfulldiversityLDPCcodesandirregularfulldiversityQC-LDPCcodes.Firstly,basedonthePEGalgorithm,theirregularfulldiversityLDPCc