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《基于LDPC编码的COFDM系统性能分析-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第26卷计算机应用Vol.262006年12月ComputerApplicationsDec.2006文章编号:1001-9081(2006)12Z-0047-03基于LDPC编码的COFDM系统性能分析孙海蓬,张有志(山东大学信息科学与工程学院,山东济南250100)(sunhaipeng@mail.sdu.edu.cn)摘要:基于LDPC和OFDM的原理,构建了一个LDPC2COFDM系统模型,并对系统进行了仿真,获得了不同构造编码系统性能的仿真结果。分析表明,中等码长的非正则LDPC码的COFDM系统性能非常优越,特别适合在未来移动通
2、信系统中推广使用。关键词:低密度奇偶校验码;正交频分复用;信道编码中图分类号:TN914.3;TP391.9文献标识码:A对规则码来说,其校验矩阵中每一行和每一列中“1”的0引言个数是相同的;比特节点的度和校验节点的度分别对应着一由于正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivision个固定值,通常用(N,j,k)来表示,其中N表示码长,j表示比Multiplexing,OFDM)技术具有非常高的频谱利用率和很强的特节点的度,k表示校验节点的度。抗多径干扰的能力,近年来在移动通信领域备受关注。相对于规则码,不规则码的二分图中
3、比特节点和校验节点COFDM是将信道编码和OFDM技术结合起来的一种传输方的度数都不是一个固定的值,其度的分布可用度分布对函数案[4],从而进一步保护传输数据。目前已被成功应用于COFDM(ρ(x),λ(x))来表示,所对应的生成函数可分别定义为:系统中的信道编码技术有卷积码、R2S码、Turbo码等等。近dmaxi-1[1]ρ(x)=∑ρx年来,LDPC码(低密度奇偶校验码)引起了人们的注意。ii=1(1)已有的研究表明,LDPC码在具有实用意义的解码复杂度下dmax[2]λi-1有着接近香农极限的性能,因此,对基于LDPC码的(x)=∑
4、λixi=1COFDM系统性能进行深入研究具有重要的理论意义和实用其中d表示节点最大的度,ρ和λ分别表示LDPC码的maxii[3]价值。校验矩阵的列和行中非零元素分布分数,并且满足:本文将LDPC码应用于OFDM系统中,对不同码长不同dmax编码规则下的系统性能进行了比较,分析了影响系统性能的∑ρi=1i=1因素,并给出了系统在多径衰落信道下的性能仿真结果。(2)dmaxλ=11LDPC码的基本原理∑ii=1其中i的取值是在相应的约束条件下采用数值优化技术LDPC码是一类可以用非常稀疏的矩阵定义的线性分组得到的。码,由于其校验矩阵的稀疏性
5、,使这种码具有非常优异的性[5]LDPC码的译码通常采用置信传播算法(BP算法)。能。而构造LDPC码,其实就是构造它的稀疏校验矩阵。这是一种基于双向图的、迭代的概率译码方法,它应用局部的设一个LDPC码,码长为N,信息位为K,校验位为信息传递和更新规则,由已知变量推理未知变量,并通过置信M=N-K,码率R=K/N,则该码的校验矩阵H为一个M×消息在比特节点和校验节点之间的传递来迭代译码。该译码N阶的矩阵。校验矩阵H可以用二分图来表示,如图1所示。算法在硬件中的并行实现能够极大地提高译码速度,并且可以通过对不同信道特征选择适合自己的迭代次数
6、。BP算法是低密度校验码与传统纠错编码的重要区别之所在,也是LDPC码具有良好性能的重要原因之一。2OFDM基本原理OFDM的基本思想是在频域内将所给信道分成许多正交图1(b)下的N个节点表示码字的比特位,称为比特节的子信道,在每一个子信道上使用一个子载波进行调制,并且点;图1(b)上的M个节点表示码字的校验位,称为校验节各子载波并行传输,这样尽管总的信道是非平坦的,即具有频点;每个节点相邻边数称为该节点的度数;每个比特节点对应率选择性,但是每个子信道是相对平坦的,并且在每个信道上于校验矩阵的一列,也就是码字中的1bit;每个校验节点对应进
7、行的是窄带传输,信号带宽小于信道的相关带宽,因此可以[6]于校验矩阵的一行,表示一个校验等式。比特节点和校验节大大消除符号间干扰。点之间的边,表示该校验节点参与到该比特节点的校验等式在发送端,串行码元序列d,d,d,⋯,d先实现数字012N-1中。LDPC码可分为规则码和不规则码。基带调制,然后进行串并转换。经过分路后的N路子信道码元收稿日期:2006-03-13;修订日期:2006-07-07作者简介:孙海蓬(1982-),男,山东烟台人,硕士研究生,主要研究方向:多媒体通信、信息处理;张有志(1950-),男,山东济南人,教授,主要研究
8、方向:多媒体通信、信息处理、电子系统集成、自动化设计.48计算机应用2006年的周期T从Δt增加到NΔt,分别调制在N个子载波f,f,f,(t=T/N)频率被采样,可以得到N个采
