现代码中迭代译码的研究

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1、北京邮电大学博士学位论文现代码中迭代译码的研究姓名：谢恺申请学位级别：博士专业：信号与信息处理指导教师：王文博20070601北京邮电大学博J：学位论文摘要信道编码是数字通信系统中不可缺少的一个环节。近几年，随着信道编码理论的发展与进步，以Turbo码【1l】，LDPC码[13】为代表，出现了一批性能卓越的编译码方案。尤其是在码长较长的情况下，它们能够逼近香农极限。优异的性能吸引了越来越多的研究工作者，投入到关于它们的研究工作中，从而也建立一批相关的理论。为了和经典的编码理论相区别，人们往往习惯把这些新的理论，称为现代编码理论，也把这一部分码称

2、为现代码。所有的现代码都具有两个共同的特点：一个是编码的随机构成。这使得码重谱的分布接近于随机码；另一个就是采用迭代译码近似逼近最大似然译码。这样使我们可以用一个较小的复杂度来实现对于长码的译码。这两个重要的性质，都是符合香农信息论理论的。本论文着重研究现代码的迭代译码的研究。现代码的迭代译码虽然能够较好的逼近最大似然译码。但是它多维非线性的特点，也使得传统的研究方法和研究工具不再适用。因此，有多种新的研究理论被分别提出。本文介绍并总结了其中三种研究方法以及它们的区别与联系：统计分析，非线性分析和图形分析。首先，本文介绍了迭代译码的统计分析方法

3、。基于统计分析方法的“高斯假设“和“对称条件"，提出了一种新的应用于MC．CDMA系统的ARQ结构。该系统有别于传统的ARQ系统，并不是将所有检测出错误的帧都要求重传，而是根据不同的业务需求(误码率要求)，只要求重新传输误码比特数高于门限值的帧。其次，本文介绍了迭代译码中基本的动态非线性理论。此基础上，扩展了非线性分析理论，对迭代译码动态系统的各个不同阶段，做了更全面的叙述，从而丰富了迭代译码的非线性分析理论。基于对迭代译码各个不同阶段的认识，我们提出了一个新的迭代停止准则。从试验的仿真结果来看，新的方案大大提高了系统的性能，接近于理论极限。最

4、后，基于图形分析理论，本文提出了一套新的Turbo码交织器的性能度量工具(CCS)。仿真结果表明，运用CCS设计的交织器性能优于目前已知的交织器性能。与此同时，我们也给出了一个新的交织器扩展因子的理论上界，新的上北京邮I乜大学博．}：学位论义摘要界比原有的理论上更紧。，关键词：Turbo码，LDPC码，现代码，迭代译码，统计分析，非线性迭代系统，图形分析，ARQ，交织器。北京邮电大学博：t等丝笙壅竺!!!垒墨!ABSTRACTErrorcorrectioncodingplaysacrucialroleindigitalcommunication

5、systems·Recentlv_moreresearchershavedevotedtothestudyonpowerfulmodemcodes，such豁Tll灿andlow．densityparitycheck(LDPC)codes，duetotheirtmpresstveperformanceclosetoShannonlimit．Todifferentiatetherelativetheoryfromtheclassicalalgebraiccodingtheory,theyarecalledasmodemerrorcorrectio

6、ntheory．Themod锄errorcorrectioncodessharetwocharacteristies：randomnessanditerativedecoding．Randomnessattheencoderbenefitsthecodcwordweightspectrum，whichapproximatestheweightspectrumof(conceptually)randomcodes．Theiterativedecodingasymptoticallyachievestheperformanceofmaximumli

7、kelihood(ML)decoding，aswellasmaintainingacceptabledecodingcomplexityevenforlongblock-1engmcodes．Thesetwoadvantagesnotonlyassistpracticalimplementation,butalsoagreeswiththeShannontheorem．Thisworkexploresfundamentalaspectsofiterativedecoding．Althoughiterativedecodingpromisesth

8、eoptimalMLdecodingasymptotically,itsnon-linearpropertymakestraditionalanaly