摘要
低密度校驗碼是一種能逼近 Shannon 容量限的漸進好碼，在長碼時其性能甚至超過了 Turbo 碼。由于低密度校驗碼具有諸多優(yōu)點，它在信息可靠傳輸中的良好應用前景已經(jīng)引起學術界和 IT 業(yè)界的高度重視，成為當今信道編碼領域最受矚目的研究熱點之一，低密度校驗碼的應用也已經(jīng)被提到日程上。無線MIMO技術被認為是實現(xiàn)未來高速寬帶無線Internet接入網(wǎng)的關鍵技術之一。
本文在研究 LDPC 碼基本編譯碼理論和MIMO基本實現(xiàn)算法的基礎之上，將LDPC編碼和MIMO系統(tǒng)結(jié)合起來，深入分析了影響 LDPC-MIMO級聯(lián)系統(tǒng)性能的因素；并研究了采用聯(lián)合檢測方案得到后驗概率，更好的實現(xiàn)譯碼。最后嘗試從本原的角度研究LDPC編碼。本文利用MATLAB進行了大量的計算機輔助仿真，研究不同系統(tǒng)的性能。
LDPC-MIMO系統(tǒng)的實用化還要走較長的一段路，雖然 LDPC-MIMO系統(tǒng)的性能優(yōu)越，但是還有很多問題一直很難解決。在本文的最后，總結(jié)了現(xiàn)在的工作，為以后的工作指明了方向。比如LDPC 碼的編碼方面還需要進一步研究，找到更易于硬件實現(xiàn)的碼結(jié)構(gòu)及線性編碼問題。LDPC-MIMO系統(tǒng)之間信息的傳遞也是一個可以深入研究的方面。本文僅對本原LDPC碼的編碼做了粗淺的研究，如何設計一個復雜度低但性能好的本原LDPC碼是值得研究的。

關鍵詞:LDPC MIMO 性能分析 本原LDPC碼

ABSTRACT
     Low-Density Parity-Check (LDPC) codes are a class of capacity approaching error- correcting codes. By using low complexity algorithms based on belief propagation, LDPC codes can get near Shannon limit decoding performance. For long code lengths, LDPC codes can even outperform Turbo codes. Due to the advantages of LDPC codes, their applications in reliable communications have received great interests and have become one of most attractive field in channel coding community. Now, the application of LDPC has been put on the agenda. Wireless MIMO is regarded as one of the key technologies that realize the high-speed broadband wireless Internet access networks in the future.
Based on the encoding/decoding theories of LDPC and the main coding schemes of MIMO system, the thesis combines the LDPC with the MIMO system to get better performance. The factors which influence the LDPC-MIMO combined system are deeply analyzed. In order to get better performance of decoding, it uses the information from the Space-Time coding block into the decoding of LDPC by the factor posterior- probability. At last, encoding method of LDPC that using primitive polynomial is attempted. Matlab is adopted to do a number of computer-aided simulations for the performance of systems.
Although LDPC-MIMO system is good, but there are many problems which have not been solved. In the end of this Thesis, it summarizes all the work I have done and shows the future jobs I will do. Such as the proper code structure that can be realized more easily in hardware, liner encoding problem, the information exchange between the LDPC and MIMO and so on. An encoding scheme of primitive LDPC with a low-complication and good performance is worth to investigate.

Key words：LDPC  MIMO  performance-analysis  primitive LDPC

目錄

第一章 緒論 3
1.1 本文的研究背景與實際意義 3
1.2 LDPC-MIMO研究現(xiàn)狀 3
1.3 本文研究的主要內(nèi)容 5
1.4 本文的結(jié)構(gòu) 5
第二章 LDPC碼的構(gòu)造 7
2.1 引言 7
2.2 LDPC碼的分類 7
2.2.1 規(guī)則LDPC碼和非規(guī)則LDPC碼 7
2.2.2 二元LDPC碼和q元LDPC碼 8
2.2.3 隨機構(gòu)造LDPC和代數(shù)構(gòu)造LDPC碼 8
2.3 LDPC碼的編碼 9
2.3.1 Gallager 構(gòu)造的LDPC碼 9
2.3.2 Mackay構(gòu)造的LDPC碼 10
2.3.3 組合方法構(gòu)造的LDPC碼 11
2.4 LDPC碼的譯碼 12
2.4.1 硬判決比特翻轉(zhuǎn)譯碼 12
2.4.2 置信傳播算法 13
2.5各種編譯碼算法對LDPC碼的影響分析 15
2.5.1 不同譯碼算法對LDPC碼的影響 15
2.5.2 不同編碼方法的LDPC碼的性能比較 16
2.6 小結(jié) 20
第三章 無線MIMO信道建模與模型仿真 21
3.1 引言 21
3.2 MIMO信道的實現(xiàn)算法 21
3.2.1空時分組碼 21
3.2.2 空時網(wǎng)格碼 23
3.2.3分層空時編碼 25
3.3 MIMO系統(tǒng)模型仿真和性能分析 25
3.3.1 Alamouti編碼性能分析 25
3.3.2 空時分組碼性能分析 27
3.3.3 空時網(wǎng)格碼性能分析 29
3.3.4 分層空時碼性能分析 31
3.3.5 幾種編碼算法的比較 33
3.4 小結(jié) 34
第四章 LDPC-MIMO系統(tǒng)模型和性能優(yōu)化 35
4.1引言 35
4.2系統(tǒng)模型的設計 35
4.3模型仿真 35
4.3.1不同信道的LDPC-MIMO 35
4.3.2 不同空時編碼算法的LDPC-MIMO 36
4.3.3 不同LDPC編碼方式的LDPC-MIMO 38
4.3.4 不同調(diào)制方式的LDPC-MIMO 39
4.4 LDPC-MIMO系統(tǒng)性能分析 40
4.5優(yōu)化建議 41
4.6小結(jié) 42
第五章 本原LDPC碼 43
5.1引言 43
5.2利用本原多項式來構(gòu)造LDPC校驗矩陣 43
5.2.1本原及本原多項式 43
5.2.2 規(guī)則LDPC碼的基本構(gòu)造準則 44
5.2.3 LDPC碼的構(gòu)造 45
5.3 性能分析 46
5.4小結(jié) 47
第六章 全文總結(jié) 48
致謝 49
參考文獻 50