先进信道编码综述

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1、先进编码技术综述文红sunlike@uestc.edu.cn;wendy_wenhong@hotmail.com13551251055电子科技大学通信抗干扰重点实验室内容提要无线通信的需求信道编码概述Turbo及LDPC码空时编码网络编码Wirelessdatatrafficwillbealsoincreasedby100timesormoreevery6-7year!Theimplicationfromthefixednetworks无线通信的需求纠错编码概述Turbo及LDPC码空时编码网络编码(一)编码发展史1948年

2、香农发表的著名的<通信的数学原理>，是信道编码技术的基础与发展方向。至今接近60年的发展；信道编码的进步主要体现在两个方面：(1)功率有效性的性能上，如Trubo码，在BPSK调制时，与香农限差0.1dB;LDPC码与香农限差0.0048dB.香农限提出前的信道容量(1)不使用编码的通信系统，提高信息传输可靠度，可以有两个自由度可选择：一提高系统的信噪比功率；二是选用不同的调制方式。编码系统：香农限与直接调制之间的距离。如：BPSK调制，需要10dB达到1b/s/HZ,用编码后，0dB可达到1b/s/Hz.第一个十年内信道编码的

3、进展第二个十年内信道编码的进展第三个十年内信道编码的进展第四个十年内信道编码的进展第五个十年内的信道编码的进展(2~4比特/符号)第六个十年内的信道编码的进展迭代译码思想的应用：迭代多用户检测；迭代均衡；迭代信道估计及信号检测等；空时码的出现；网络编码的出现(4~8比特/符号)(二)信道编码概述信道纠错编码是抗干扰技术的重要手段。简化的信道编码通信模型11000信道消息11100出现错误噪声错误消息信道编码原理码字的系统形式m位信息位c-m位校验位有用信息冗余根据一定的数学规则纠正信息位在传送中出现的错误一个例子作一个规定：在传

4、送端消息元后加一个检错元，传送端的消息元相加模2都是0这就是奇偶校验码11000信道1110000校验元重复码传的消息:0,1000111校验元若传000,收到误传为100,010,001中的任一种,则认为是传的000，实现了纠错。另外一个例子信息发送码字接收分组译码码字译码消息译码状态0000111100000000000011111111111100000101001110010111011100000000011100011111111100010111正确译码正确译码正确译码错误译码错误译码正确译码正确译码正确译码“0”

5、个数多，就认为发送的是“000”“1”个数多，就认为发送的是“111”使用纠错码后，在相同的信噪比Eb/No下，误码率(BER)下降；在相同的误码率传送要求下，信噪比要求降低。那么使用纠错码后，相同的信噪比可以传送更多的信息.无线通信的需求纠错编码概述Turbo及LDPC码空时编码网络编码在AWGN信道下,信息传输的可靠性要求为误比特率10-5时,使用纠错编码比只使用BPSK调制节约的:Turbo码9.7dBLDPC码9.9955dBLDPC码校验矩阵H的特点H矩阵要满足以下两个条件：（1）的任意两列（或行）间共同的“1”的个

6、数不超过1；（2）与码长和校验矩阵H中的行数相比较，行和列中“1”的个数很少；是稀疏的LDPC码LDPC码1、LDPC码的编码LDPC码和双向图12345678810a1111000000b1000111000c0100100110d0010010101e0001001011a)(10,2,4)LDPC码校验矩阵b）(10,2,4)LDPC码的双向图（10，2，4）LDPC码的校验矩阵和双向图1、LDPC码的编码(续)LDPC码校验矩阵H的构造方法（1）随机构造(用计算机搜索)；（2）代数方法构造，如用代数几何方法构造，组合方法

7、构造等。让H矩阵要满足以上两个条件2、LDPC码的译码(续)基于置信传播的BP迭代译码算法(考虑平稳离散无记忆AWGN信道中的二元LDPC码)BP迭代译码算法图示消息传递(三)、Turbo码1、Turbo码的编码C.Berrou提出的Turbo码是一种并行循环系统卷积码，它由两个系统编码器通过一个交织器并联而成。Turbo码编码器的基本结构控制码率1、Turbo码的编码(续)Turbo码编码器的一般结构无线通信的需求纠错编码概述Turbo及LDPC码空时编码网络编码MIMO系统简介空时分组码空时网格码（STTC）空时分层码（B

8、LAST）空时编码子提纲频谱效率:0.6-4bps/HzEb/No:0-10dB2根天线，频谱效率:0。9-7bps/Hz4根天线，频谱效率:1。2-11。5bps/Hz8根天线，频谱效率:1。2-13bps/HzMIMO(multiple-outputmult