信道编码的研究Word文件下载.docx
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针对LDPC码还做出了改进和Matlab方针，使得通信无论在简单还是相对复杂的环境之下，都可以可靠高效的传输。
关键词：
信道编码；
通信；
分组码；
循环码；
Turbo码；
LDPC码
ChannelCodingResearch
ABSTRACT
Today'
sera,scienceandtechnologyareinrapideconomicdevelopment.Thedevelopmentofcommunicationtechnologymakesitsapplicationfieldisbecomingmoreandmorewidely.Thewirelesschannelandreliabledatatransmissiondemandishigherandhigher.Time-varyingcharacteristicsofwirelesschannel,limitedbandwidthandsusceptibletointerferencecharacteristicsmakethisrequirementisverychallenging.Toachievethisgoal,systemreliabilityandvaliditymustbetakenintoaccount.Butweallknowthatsourcecodeistoreducetheirredundancytoincreasetheeffectivenessofthesystem.Channelcodingonthecontrary,itisbyincreasingthesequenceredundancytoincreasethereliabilityofthesystem.Inpracticalapplication,theinformationtransmissionmediumisverycomplex,easytocausethedistortionofthesignal.Inordertoimprovesignaltransmissionquality,shallbemadeunderacertaincodingefficiencycanreducethebiterrorratetoaminimum.Thechannelcodingtechnologyisakindofcanreducethebiterrorrateandsignaltransmissionqualityandcanbeimprovedatthesametimeakindoftechnology.
Inthisthesisexplainthebasicframeworkofcommunicationsystem，thecurrentsomecodingtechniquesareintroduced.ForLDPCcodeisalsomadeimprovementandMatlab,makenomattercommunicationundertheenvironmentofrelativesimpleorcomplex,canbeareliableandefficienttransmission.
KeyWords:
Channelcoding;
Communication;
Blockcode;
Cycliccode;
Turbocode;
LDPCcode
目 录
第一章 信道编码的研究1
1.1研究的意义1
1.2国内外发展现状1
1.3主要研究内容1
1.3.1分组码2
1.3.2卷积码2
1.3.3Turbo码3
1.3.4LDPC码3
1.4论文结构3
第二章 常用的信道编码4
2.1线性编码的概述4
2.1.1汉明码4
2.1.2循环码7
2.1.3BCH码8
2.2非线性编码的概述9
2.2.1非线性信道编码的概念9
2.2.2非线性卷积码10
第三章 几种新型的编码12
3.1Turbo码12
3.1.1Turbo码的概述12
3.1.2并行级联Turbo码编码器12
3.1.3Turbo码编码原理13
3.2LDPC码13
3.2.1LDPC码概述13
3.2.2LDPC的编码性质13
3.2.3LDPC码的编码算法14
3.2.4LDPC码与Turbo码优劣性对比15
第四章 针对LDPC码做出的改进算法16
4.1引言16
4.2GB-LDPC码编码方案16
4.3针对GB-LDPC码的快速迭代算法17
4.4快速迭代算法的仿真结果21
4.5结论22
第五章 应用与展望23
5.1LDPC码的应用23
5.2LDPC码的展望23
参考文献24
致谢25
第一章 信道编码的研究
1.1研究的意义
信道编码所要进行的工作就是通过牺牲最小冗余度来获得具有最大抗干扰能力的好码，然后通过编码器和译码器来提高信道的可靠性。
在信号传输的过程中，经常会由于环境的不可避免的干扰以及传输介质必然具有的物理缺陷导致传输的数据发生误码，所以信道编码这一环节的意义就体现出来了。
而如今，随着信道编码技术的发展，它已经被应用到非常多的领域，包括数据存储传输领域，卫星领域等等。
那么随着人们对通信质量的要求的提高，一个很重要的亟需解决的问题就是如何可以使得系统就错能力和抗干扰能力能够更强，如何得到更加有效可靠的存储传输系统。
本论文介绍的几种主要的信道编码技术，研究分析了他们的编码原理以及它在各个方面的研究应用，并对各种编码方法的优缺点进行了总结。
1.2国内外发展现状
在1948年香农首先提出了信道容量，而后更有著名的信道编码定理。
如今所具有的纠错码类型包括卷积码，RS编码，Turbo码，LDPC码等等。
在如今，数字电视中以及3G通信中会用到信道编码技术。
对于一个数字通信系统，信道编码是在信号从发出到接收的全过程中对数字电视信号进行处理的非常关键的一步。
在3G通信技术中，卷积编码更是作为一种有效的前向纠错码在GSM和CDMA中得到非常广泛的而应用。
由于3G系统中首次引入了高速率数据业务，高效的信道编码技术就成了很重要的一种技术。
WCDMA和CDMA2000技术可以采用卷积编码技术，Turbo编码技术。
广播系统中，由于它是一种单向传输系统，故而它常采用前向纠错编码方式。
前向纠错码的码字在经过接收端的解码过后，不但能够发现错误，并且还可以判断位置并且纠正。
这种纠错码信息无需存储，有着很好的实时性。
信道编码技术广泛应用于数字通信系统中，有的已经被应用于某些无线通信标准中，如GSM，CDMA2000，GB20600等等。
相信随着信道编码技术会随着信道编码理论的发展在通信领域得到更深入的应用。
1.3主要研究内容
在开始介绍当下的一些编码技术之前，本文先简单介绍一下通信系统。
数字通信系统主要包含用来传输信息的传输系统和用于存储信息的计算机存储系统，数字通信系统模型如图所示。
图1.1通信系统模型
Fig.1.1Themodelofcommunicationsystem
如图1.1在数字通信系统中，原始信号在信源部分分为模拟信号和数字信号，经过信源编码器模块后输出“0”“1”序列，随后经过对信息加密处理后被传到信道编码器。
又由于信号在传输过程中可能因为各种影响而产生失真，所以信道编码器会以某种规则在序列中添加冗余码的对接收到的信号编码，以提高接收端接收到的数据的可靠性。
调制器的作用是将经过信道编码后的序列转换成适合信道传输的波形的形式。
信号波形在信道中传输，又必然会引起一定的失真。
而解调器则负责对是失真后的波形进行修复，把该波形恢复为与发送端类型尽大程度相匹配的二进制序列。
此时将它们传送给解码器，信道解码器按照与编码器相对应的编码规则对接收到的信号进行译码。
经过信道译码后的信号再由与发送端的加密器相对应的方法进行解密。
信源解码器则是对接收到的消息重构成原始的数字信号或模拟信号。
本论文主要研究分组码，卷积码，Turbo码和LDPC码等常见信道编码，并对其优劣势进行总结，最后在此基础上提出，改进的编码。
1.3.1分组码
分组码经常用来表示，n表示码组的总位数，即码组的长度，称为码长。
K表示码组中信息码元的数目。
表示码组中监督码元的数目。
码组中“1”的数目称为码组的重量，即码重。
将俩个码组中对应位上数字不同的位数称为码组的距离，即码距。
分组码通过在发送的初始信息中加入额外位元使得接收端可以用最大程度减小的错误率来解码。
1.3.2卷积码
卷积码经常用来描述，n，k，L是卷积码最重要的三个参数。
k表示每次输入到卷积编码器的比特数，n表示每个k元组码字对应的卷积码输出n元组码字，L为卷积编码器的k元组的级数。
L+1被称之为约束长度。
卷积码将k元组输入码元编成n元组输出码元，k和n的取值取值一般取值不大。
卷积码的纠错性能随n的增加而增大，差错率随n的加大而减小。
在编码器复杂性相同的情况下，卷积码相较于分组码更加优秀。
卷积码先将要传送的信息序列划分为长度为k的一个个分组，这一点同分组码是相类似的，但是它在某一时刻的编码输出取决与本时刻的信息元和以前各时刻输入的信息组。
1.3.3Turbo码
Turbo码说到底是一种并行级联的卷积码。
一个交织器将两带反馈的系统卷积编码器并行连接组成Turbo码卷积编码器。
编码之后校验位经过删余阵产生不同码率的码字。
它通过一个交织器的作用获得长度很大的等效分组。
用简单分量码够找出具有伪随机性的长码。
Turbo码的性能非常优异，其编译码算法也相对简单，这吸引了许多研究者的关注，对当今信道编码的发展产生了深远影响。
信道编码技术进入了一个新的时代。
1.3.4LDPC码
LDPC码是种具有稀疏校验矩阵的线性分组码，它是通过生成矩阵G来将信息序列映射成码字序列[1]。
有一个奇偶校验矩阵H使得所有的码字序列C组成了H的零空间，。
LDPC码有着很多的优点，它是最接近香农限的，它译码复杂度低，结构灵活，并行的结构特点也导致具有简单的硬件实现。
LDPC码的研究领域非常广，如今也已成为4G技术强力竞争者。
1.4论文结构
本论文第一章主要介绍信道编码研究的意义，国内外发展现状，并对所涉及的集中编码进行了一个简单的介绍。
在第二章就对目前常见的几种信道编码进行详细的介绍，
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