基于重复累积码的BICM-OFDM系统性能研究

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随着无线通信技术的发展,人们对通信质量和信道容量提出了更高的要求。作为抗干扰技术的重要手段之一,信道编码在无线通信领域中的作用举足轻重。重复累积(Repeat Accumulate,RA)码兼具低密度奇偶校验(Low density parity checkcodes,LDPC)码译码简单和Turbo码编码简单的优点,是未来纠错编码的候选方案。基于RA码的比特交织编码调制(BICM)系统编码增益高、设计灵活,已逐渐成为通信优化设计的热门技术。OFDM联合比特交织编码调制(BICM)系统是一种在衰落信道中性能全面的通信技术,具有深刻的研究意义和广阔的发展前景。   本文重点研究了RA码的结构、译码算法及其在比特交织编码调制(BICM)级联正交频分复用(OFDM)系统中的应用。主要工作如下:   1.研究了RA码的几种译码算法,硬判决译码算法中的基于比特翻转的BF算法,软判决BP译码算法中的概率域和对数域上BP算法,以及它们的两种优化算法:UMP BP-based算法和Normalized BP-based算法。并对RA码分别用几种算法进行译码仿真,结果表明BP算法的误码率性能较好,Normalized BP-based算法在归一化因子α取值合适的条件下,误码率性能非常接近BP算法,而硬判决BF译码算法性能最差。   2.研究了RA码的构造方式,从对RA码的Tanner图的分析出发,得出RA码H矩阵的构造与Tanner图间的关系。由于RA码具有LDPC码结构,故引入LDPC码H矩阵构造方法引入RA码H矩阵构造中,主要采用Gallager算法、Mackay算法和PEG算法,对这几种算构造出的RA码分别在AWGN信道和Rayleigh信道条件下进行仿真,对比其误码率性能,得出PEG算法构造出的RA码性能最优。   3.将RA码应用于BICM系统,取代传统的BICM系统分量码——卷积码,并与OFDM系统相结合,构建了基于RA码的BICM-OFDM系统。对系统进行了理论分析,并进行了系统仿真。在仿真中,分别与基于Turbo码、BCH码的BICM-OFDM系统相比较,验证了简化的BIRACM-OFDM系统在衰落信道中具有更好的性能。
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