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低密度校验(LDPC)码是一种可逼近信道容量的信道编码技术,正在被广泛地应用于通信系统中。本文重点分析了LDPC信道编码在实际通信系统中的应用问题。对LDPC信道编码系统的若干接收机相关技术进行了研究,其中包括:载波相位估计,符号定时估计,MIMO系统的信号检测技术,以及HARQ协议设计问题。具体内容包括:1.提出了两种联合迭代相位估计算法:相位估计和符号检测联合迭代算法,以及相位估计和信道译码联合迭代算法。信道译码联合迭代算法将迭代译码算法有效地与载波相位估计算法结合起来,通过LDPC码译码器在迭代译码算法中不断提高的译码判决准确度进而提高载波相位的估计精度。对于存在载波相位偏差的LDPC编码系统,基于译码软判决的联合迭代算法可使得系统性能十分接近相位精确同步系统性能。
2.采用迭代信号处理的思路,对符号检测、定时估计、相位估计这三种算法模块之间的联合迭代算法设计问题进行了讨论。对于接收端相位确知系统,分别提出了两种迭代算法,即定时估计和符号检测联合迭代算法,定时估计和信道译码联合迭代算法。当定时偏差较大时,提出了一套新的符号定时偏差恢复算法。对于接收端相位未知系统,提出了载波相位、符号定时、信道译码联合算法。经过仿真验证,以上算法可以有效地提高LDPC编码系统的符号同步精度,保证系统总体性能接近理想的精确同步系统性能。
3.采用数值仿真的方法探讨了MIMO系统中采用LDPC码作为信道编码后的系统性能,针对LDPC码的置信度传播译码算法,提出了基于因子图的联合迭代译码算法,分析比较了发射端分别采用独立编码和联合编码对系统性能的影响。仿真结果表明,LDPC码可以充分利用MIMO系统特有的空时分集结构提高系统的有效分集增益,并且在联合迭代检测译码下发射端编码结构对系统性能有显著影响。
4.采用数值仿真的方法对AWGN信道下LDPC码译码器输出的误码码字统计特性进行了分析。提出了一种改进的校验和辅助的基于置信度的重传协议sRB-HARQ,该协议可以明显地减少反向信道传送信息量,并且仍可取得良好的系统性能增益。在考虑反向信道重传请求消息信息比特功率的条件下,具有更好的实际应用价值。