本文關(guān)鍵詞：多元域LDPC碼編碼調(diào)制技術(shù)及應(yīng)用　出處：《東南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：近十年來,移動通信技術(shù)進入一個高速發(fā)展階段,第四代移動通信(Fourth Generation,4G)技術(shù)已經(jīng)全面走向商用,第五代移動通信(Fifth Generation,5G)技術(shù)也在深入研究中。尤其在2016年,3GPP(3rd Generation Partnership Project)采納了低密度奇偶校驗(Low-density parity-check,LDPC)碼作為5G系統(tǒng)物理層編碼標(biāo)準(zhǔn),確定5G將使用LDPC碼作為移動通信寬帶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息的中長碼塊的編碼方式。然而,考慮到隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)據(jù)傳輸速率要求將不斷上升,無線頻譜資源也將成為愈發(fā)珍貴的通信資源。高階調(diào)制是提升頻譜效率的一項重要技術(shù),但隨著調(diào)制階數(shù)的上升,通信系統(tǒng)工作信噪比要求也不斷提高。信道編碼技術(shù)利用一定的編碼冗余,可以有效的改善傳輸性能。因此,編碼調(diào)制也是通信系統(tǒng)普遍采用的技術(shù)組合方案。多元域LDPC碼作為LDPC碼在多元域的拓展演進,也逐步進入人們的視野中。基于多元域LDPC碼編碼的高階調(diào)制技術(shù),是一種高效的編碼調(diào)制方案,隨著5G通信技術(shù)的發(fā)展,也將成為未來的一個研究熱點問題。本文首先對LDPC碼進行了簡述,主要包括二進制LDPC碼,和在其基礎(chǔ)上演進的多元域LDPC碼(Nonbinary Low-density parity-check,NBLDPC)的信道編解碼方式,以及外部信息轉(zhuǎn)移(Extrinsic information transfer charts,EXIT)分析。在多元域LDPC碼的基礎(chǔ)上,分析高階調(diào)制編碼技術(shù),對相移鍵控(Phase Shift Keying,PSK)以及正交振幅調(diào)制(Quadrature amplitude modulation,QAM)高階調(diào)制進行了深入的探討。M-PSK本身具有恒包絡(luò)優(yōu)勢,適用于微波信道和衛(wèi)星通訊信道等非線性情況。但是同時隨著調(diào)制階數(shù)的不斷上升,星座圖上同一半徑星座點密度過高,其誤碼率會急劇惡化。本文對基于多元域LDPC碼的M-PSK調(diào)制星座圖進行方案設(shè)計,目的在于優(yōu)化誤碼率性能。具體方案如下:引入非均勻分布星座點的概念,對M-PSK星座點進行分組;然后設(shè)定組內(nèi)距離和組間距離的概念,犧牲組內(nèi)距離,擴大組間距離。一方面,由于組內(nèi)點數(shù)較少,雖然組內(nèi)距離較小,但是可以通過多元域LDPC碼編碼的糾錯能力進行有效彌補;另一方面,由于組間距離有效擴大,可以有效提高組間符號判決解碼正確率,所以總體上提高了系統(tǒng)性能。對于高階QAM調(diào)制和多元域LDPC碼相結(jié)合的情況,本文提出了混合符號映射方案,可以應(yīng)用于任意階數(shù)的多元域LDPC碼與高階調(diào)制相結(jié)合的聯(lián)合編碼調(diào)制方法。對于給定階數(shù)的GF(2p)LDPC碼以及2q階高階調(diào)制的信號而言,我們引入一種通用的多編碼符號和多調(diào)制符號混合交織模式。通過實際情況中給定的2q階高階調(diào)制星座映射圖,計算出調(diào)制符號的每一位對應(yīng)的誤比特率上界,并以此來進行比特下標(biāo)的規(guī)劃,優(yōu)化設(shè)計交織方案。此外,通過EXIT的量化門限值,可以有效地對不同的多元域碼聯(lián)合調(diào)制系統(tǒng)場景下的映射方案進行數(shù)值分析,從而通過數(shù)值分析的方法將本文提出的混合符號映射方案和其他方案進行對比。通過直觀的門限值數(shù)值分析以及仿真結(jié)果的驗證雙重檢驗,可以得出以下結(jié)論:本文提出的混合符號映射方案相較于傳統(tǒng)設(shè)計方案,展現(xiàn)出了更優(yōu)的解碼性能和更靈活的應(yīng)用性。本文還考察了多輸入多輸出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)系統(tǒng)中本文提出的混合符號映射方案。具體仿真場景包括采用最大比合并(Maximum Ratio Combining,MRC)算法的單輸入多輸出(Single-Input Multiple-Output,SIMO)系統(tǒng),及采用最小均方誤差(Minimum mean square error,MMSE)的的MIMO系統(tǒng)。結(jié)合不同的高階調(diào)制和多元域LDPC碼編碼仿真比較本文方案和一些具有代表性的方案。仿真結(jié)果表明本文所提出的混合符號交織方案具有較好的實用價值。
[Abstract]:In recent ten years , mobile communication technology has entered a high - speed development stage , and the fourth generation mobile communication ( 4G ) technology has become more and more valuable . Especially in 2016 , the low - density parity - check ( LDPC ) code is used as the coding standard of the medium - long code block of mobile communication broadband service data information . A mixed symbol mapping scheme based on multi - domain LDPC codes is presented in this paper .

【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN911.22

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本文編號：1427021