【摘要】：結(jié)構(gòu)化LDPC(Low-Density Parity-Check,LDPC)碼是一種逼近香農(nóng)限的實用好碼,工程中通常用結(jié)構(gòu)化的方法進行構(gòu)造。而準循環(huán)LDPC(Quasi-Cyclic LDPC,QC-LDPC)碼因為其校驗矩陣具有準循環(huán)的特性在實際應用中具有很大的發(fā)展?jié)摿脱芯績r值。LDPC碼與BICM-ID系統(tǒng)相結(jié)合在不同信道條件下都能獲得很好的性能表現(xiàn),是目前編碼調(diào)制系統(tǒng)的熱門技術(shù)之一。本文主要工作及創(chuàng)新點如下:(1)改進了一種基于有限域子集的QC-LDPC碼構(gòu)造方法。本文在有限域的基礎(chǔ)上,利用兩個有限域元素子集構(gòu)造QC-LDPC碼,在復雜度和性能表現(xiàn)之間取得了一定的平衡,并且能夠獲得較大的圍長,仿真表明性能表現(xiàn)比一般的有限域方法更為優(yōu)異。(2)改進了一種簡單有效的掩模矩陣構(gòu)造方法。在用有限域進行構(gòu)造的過程中,無法保證校驗矩陣的稀疏特性,因此需要采用掩模(masking)技術(shù)降低它的密度。針對用PEG算法進行掩模矩陣的構(gòu)造在矩陣較小時效果不好的缺陷,改進了一種掩模矩陣構(gòu)造法,在擴大了圍長的同時減少了短環(huán)的數(shù)量。改進后構(gòu)造的準循環(huán)LDPC碼性能表現(xiàn)更加優(yōu)秀。(3)設(shè)計了一種等概非均勻的星座圖,將其應用到BICM-ID系統(tǒng)中,并與采用非等概映射的BICM-ID系統(tǒng)進行了性能比較。傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中調(diào)制器并不具備任何成形增益,而本文通過幾何成形和概率成形兩個方面的優(yōu)化設(shè)計獲得成形增益。在幾何成形方面,設(shè)計了一種等概非均勻的星座圖,將空間上的星座點分布近似服從離散高斯分布,從而獲得性能增益。與傳統(tǒng)的QAM星座相比可以獲得更為優(yōu)異的性能表現(xiàn)。在概率成形方面,設(shè)計了一種非等概映射規(guī)則。該規(guī)則使各個星座點被使用的概率近似服從離散高斯分布,同時讓每個星座點集合內(nèi)部以及星座點之間的漢明距離最小化以降低錯誤概率。仿真結(jié)果證明這兩種方法都給整個BICM-ID系統(tǒng)帶來了一定的性能提升。
[Abstract]:Structured LDPC (Low-Density Parity-Check,LDPC) codes are practical codes that approach the Shannon limit and are usually constructed by structured methods in engineering. The quasi-cyclic LDPC (Quasi-Cyclic LDPC,QC-LDPC) code has great development potential and research value in practical application because of its quasi-cyclic property of check matrix. The combination of LDPC code and BICM-ID system can achieve good performance under different channel conditions. It is one of the most popular technologies in the coding modulation system. The main works and innovations of this paper are as follows: (1) an improved method for constructing QC-LDPC codes based on finite field subsets is proposed. In this paper, based on finite field, QC-LDPC codes are constructed by using two subsets of finite field elements, which achieve a certain balance between complexity and performance, and can obtain large girth. Simulation results show that the performance is better than the conventional finite field method. (2) A simple and effective mask matrix construction method is improved. In the process of constructing the finite field, the sparse property of the check matrix can not be guaranteed, so the mask (masking) technique is needed to reduce its density. Aiming at the disadvantage of constructing mask matrix with PEG algorithm, a mask matrix construction method is improved, which not only widens the girth but also reduces the number of short rings. The performance of the improved quasi-cyclic LDPC codes is better. (3) an equal-non-uniform constellation diagram is designed and applied to the BICM-ID system, and the performance of the BICM-ID system with non-equal-almost mapping is compared. In the traditional communication system, the modulator does not have any shaping gain, but in this paper, the shaping gain is obtained by the optimal design of geometric shaping and probabilistic shaping. In geometric shaping, an equal-inhomogeneous constellation diagram is designed to approximate the constellation point distribution from the discrete Gao Si distribution to obtain the performance gain. Compared with the traditional QAM constellation, it can get better performance. In the aspect of probabilistic shaping, we design a kind of non-equal-probability mapping rule. The rule approximates the probability of each constellation to be used from discrete Gao Si and minimizes the hamming distance within and between constellation points to reduce the error probability. The simulation results show that both of these two methods can improve the performance of the whole BICM-ID system.
【學位授予單位】：華僑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN911.22

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本文編號：2210082