结构化LDPC码的构造及在CMMB中的应用研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文结构化LDPC码的构造及在CMMB中的应用研究姓名：王彬中请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：许宗泽20071201摘要低密度奇偶校验码(Low-DensityParity-Checkcode,LDPCcode)是一种基于稀疏校验矩阵的线性分组纠错码，在利用迭代译码时具有逼近香农限的性能。LDPC具有编码增益高、码率灵活、译码简单快捷且可实现并行操作、适合硬件实现等优点，是当今信道编码领域最令人瞩目的研究热点之一。传统的LDPC码的构造采用计算机随机搜索，耗吋长、实现复杂，相比之下,利用有限儿何、区组设计等结构化方法设计出的LDPC码能有效地降

2、低构造复杂度，并且保证了性能优良，是一种在实践应用中十分可行.极有潜力的构造方式。本文研究了结构化LDPC码的构造，包括基于欧氏儿何空间的EG(EuclideanGeometries)方法、基于区组设计的BIBD(BalancedIncompleteBlockDesign)方法。在基于欧氏几何分解的结构化LDPC码的构造过程中，本文提岀采用掩蔽矩阵来减少校验矩阵中6环的个数，并适当降低校验矩阵的行重和列重，使之与随机构造的码相近。另一种结构化构造方法采用区组设计，通过计算机搜索基本关联向量，其余向量由基本关联向量通过循环移位获得，以构成校验矩阵，且通过这种方法构造的校验矩阵具有准循

3、环结构。本文研究了准循环结构的LDPC码生成矩阵的求解及其对应的编码方案。这些特殊结构的LDPC码不仅可以压缩编译码所需的矩阵储存空间,而且还能有效地降低编码复杂度，这对工程上实现LDPC码的应用具有重要的意义。本文详细介绍了LDPC码的硬判决译码算法和软判决译码算法，重点分析了目前最为常用的置信传播(BeliefPropagation)算法,对结构化LDPC码在AWGN信道下采用BPSK调制的性能进行了仿真，结果表明，合理设计的结构化LDPC码的性能可以达到甚至超过随机构造的LDPC码的性能。本文还对LDPC码在中国移动多媒体广播(CMBB)中的最新应用进行了研究。对CMMB提出

4、的一种高度结构化的LDPC码的构造方法进行了探讨，并研究了BP译码算法在多进制调制和无线衰落信道(瑞利信道和莱斯信道)的初始化问题。最后，我们对CMMB-LDPC码的性能进行了仿真，结果表明，这类高度结构化的LDPC码具有良好的抵御移动信道中的多径衰落的性能。关键词孑低密度奇偶校验码，结构化构造，掩蔽矩阵，准循环，中国移动多媒体广播，衰落信道ABSTRACTLowdensityparity-check(LDPC)codeisonekindofsparseparity-checkmatrixbasedlinearblockerror-correctingcodeswhichcould

5、highlyapproachtheShannonlimitwithiterativedecoding・LDPCcodeshavelotsofadvantagessuchashighencodinggain,lowdecodingcomplexityandflexiblecoderateandlheirparalleloperationofdecodingiseasyforhardwareimplementationNowtheresearchaboutLDPCisoneofthemostamazinghighlightsintheareaofchannelcoding.Compar

6、edwiththetraditionalwayofconstructionofLDPCcodes,therandomconstruction,whichiscomplexwithlongsearchingtime,structuredconstructionofLDPCcodesbasedonfinitegeometriesorblockdesigncanreducethecomplexityandinsuretheperformance,whichhavegreatpotentialinapplicationInthispaper,wefirstlystudyonstructur

7、edconstructionofLDPCcodes,includingthosebasedonEuclideangeometryspace-EG(EuclideanGeometries)method,andthosebasedontheblockdesign-BIBD(BalancedIncompleteBlockDesign).InthestructuredconstructionofLDPCcodebasedondecompositionofEuclideange