论文部分内容阅读
最近十年来，随着Turbo码的提出以及随之被重新发现的低密度校验(LDPC)码，逼近无线信道通信容量的Shannon极限码的研究取得了突破性的进展。目前，最佳设计的Shannon极限好码在二元高斯白噪声(AWGN)信道以及理想交织衰落信道下的性能距离Shannon信道容量极限不到0.1dB。
本论文涉及Shannon极限码的分析和应用研究。具体而言，本文贡献如下：1.给出了四元累加器的输入输出重量枚举式的闭式表达式，并据此提出了基于DQPSK和π/4-DQPSK来设计串行级联好码的设计准则。
2.计算了二元累加器并/串行级联好码(包括IRA、SRA码、级联ZigZag码)的渐近谱，并揭示了SRA码在最大似然译码下的Shannon好码特性。
3.提出了分块衰落信道编码系统在相干接收条件下的各种紧致分析界，包括球形上界、DS2指数上界、统一界、E&Z上界。其中，球形上界适用于非遍历分块衰落，DS2指数上界适用于遍历分块衰落，而统一界可将球形上界和DS2指数上界统一起来。原则上，统一界和E&Z上界能适用于任意分块衰落信道。
4.提出了分块衰落信道编码系统在非相干接收条件下的联合界以及球形上界。其中，非相干球形上界适用于非遍历分块衰落信道，并能比较准确地估计非相干迭代解调解码的性能。联合界的数值结果表明：在联合界有效的信噪比范围内，衰落子块长约十个符号就可以逼近理想相干系统的性能。
5.给出了级联ZigZag码的二分图表示并由此导出了几种解码算法可有效用于级联ZigZag码的解码。
6.提出了静态相位信道、动态相位信道、多参数未知的AWGN信道下Turbo/LDPC编码调制系统的低复杂高性能迭代解调解码算法。仿真结果表明：在静态相位信道下，算法提供的相位估计性能逼近Cramer-Rao界；在动态随机漫步相位信道以及多参数未知的AWGN信道下，所提出的算法能有效工作，且算法在BPSK调制下的鲁棒性明显要高于QPSK调制。所提算法与具体编码无关，实现简单。
7.提出了如何设计RCPIRA码以用于IR-HARQ协议。基于IRA码删截校验比特的融合特性，对RCPIRA码的设计进行了数学建模。基于概率密度演化算法的一维近似算法，我们发现RCPIRA码的设计可归结为线性规划问题。相比于文献中已报道的基于Turbo码的RCPT-HARQ协议，RCPIRA-HARQ协议在长帧(典型如4096)时稍优，且解码更为简单。