g.hn标准中qc-ldpc码算法研究及系统性能仿真分析

《g.hn标准中qc-ldpc码算法研究及系统性能仿真分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要摘要低压电力线通信是使用电力线作为通信介质的一种通信方式。电力线具有线路分布广和不需要重新布线的特点，为家庭网络提供极为便利的通信方式。但是电力线信道环境比较恶劣，主要表现为存在多径效应引起的衰落和种类丰富的噪声。因此，在衰落信道和复杂的噪声环境中，提高通信的有效性和可靠性是目前低压电力线通信研究的热点。ITU-T于2010年新推出最新一代家庭组网通信标准G.hn，将电力线等三种介质组合在一起，以实现家庭宽带通信。G.hn标准提供公共和私人网络接入的解决方案，受到网络提供商和终端设备商的大力支持。相对其他家庭互联技术，G.hn

2、使用更宽的带宽（高达100MHz），LDPC码作为信道编码方案，灵活的调制方式（BPSK~4096QAM）。G.hn标准最大可以提供1Gbps物理层的通信速率。准循环低密度奇偶校验码（quasi-cycliclow-densityparity-check，QC-LDPC）因其优于turbo码的性能、更低的复杂度、高吞吐量和易于硬件实现等在现代通信标准中得到广泛的应用。在保证QC-LDPC码性能的条件下，降低计算复杂度是目前QC-LDPC编译码研究的重要问题。本文以G.hn标准的QC-LDPC码应用为研究背景，主要完成以下工作：1.

3、分析了电力线信道的特点，介绍了信道衰落特性和噪声特性以及常见的电力线信道建模方式。2.研究QC-LDPC码不同的编码算法，结合其校验矩阵的结构特点，给出了一种适合芯片设计的QC-LDPC编码的算法。3.研究QC-LDPC码的不同的译码算法，分析了在G.hn标准中QC-LDPC码不同的译码算法的性能和复杂度，实现了适合G.hn标准中QC-LDPC译码算法，使得译码器设计在性能和复杂度两方面综合优势最大。4.采集家庭内部电力线上的噪声，并进行数据处理和特征提取工作。在此基础上，对电力线噪声进行建模并验证了其有效性。5.结合经典的信道估

4、计LMS算法和比特分配算法，构建了G.hn基带通信系统并仿真出QC-LDPC码在电力线噪声中性能以及系统性能。系统性能指标主要是系统传输的比特速率和误码率。关键词：电力线通信；准循环低密度奇偶校验码；译码算法；噪声模型-I-万方数据AbstractAbstractThelow-voltagepowerlinecommunication(PLC)isawayofusingthepowerlineasacommunicationmedium.Thepowerlinesarewidelydistributed,sothepowerlin

5、ecommunicationisaveryconvenientwaytoaccessthehomenetwork.However,channelfadinganddifferenttypesofnoiseinthepowerlinewhichmakesthechannelenvironmentextremelyharshtocommunicate.Therefore,majorchallengeofpowerlinecommunicationistoimprovetheeffectivenessandreliabilityofth

6、ecommunicationintheharshchannel.In2010,ITU-TreleasedG.hnstandardwhichusespowerlinesasacommunication mediumtomeetthehouseholdbroadbandcommunications.G.hnstandardissupported bythenetworkprovidersandterminalequipmentmanufacturersbecauseitcanprovide thepublicandprivatenet

7、workaccesssolutions.Comparedtootherhomenetwork technology,G.hnuseawiderbandwidth(upto100MHz),theLDPCcodeasachannel codingscheme,flexiblemodulation(BPSK~4096QAM).G.hnstandardprovidesthe maximumbitrateis1Gbps.Thequasi-cycliclow-densityparity-checkhasawiderangeofapplicat

8、ionsin moderncommunicationbecauseofitsbetterperformancethanturbocodes,lower complexity,highthroughputandeaseofhardwareimplem