多种级联码纠错系统的研究与设计

论文摘要

移动通信是当今通信领域内最为活跃、发展最为迅速的领域之一，在新世纪内对社会发展和人类生活产生了重大影响。然而，随着民用移动通信的用户数量的不断增加，业务范围不断扩大，频率资源和可用频道数之间的矛盾日益尖锐，这个时期的移动通信发展重点在于开发新的频段、论证新方案和有效利用频谱等方面的研究工作。信道编码是数字移动通信中的关键部分，它可以使得信号能够更好地抵抗如噪声和衰落等信道损耗的影响，从而改进通信系统的性能。信道编码的目的是为了降低所需要的信噪比，或者可以选择为给定的能够达到的信噪比降低误差概率。为了达到这个目标需要花费更大的带宽。本文引入级联码，目的是为了将它应用于信道编码以改进系统的纠错性能。本文对四种常用的纠错码如HAMMING码、BCH码、RS码、卷积码根据级联码的构成原理，引入交织器，讨论了五种级联码分别在BPSK、QPSK、π╱4-QPSK的调制方式下的蒙特卡罗仿真实验。仿真结果表明：在所要达到的误码率条件下，级联码与单个码相比，尤其与未编码的情况相比，获得了较大的编码增益，而系统的复杂度并没有增加。同时，我们也得出，在不同的调制方式下，误码率的性能也是存在一定的差别。此外，基于数字移动通信中编码及调制的特点，着重分析了在π／4-QPSK调制下的不同级联码的性能差别，旨在找出误码性能较好且频谱利用率较高的级联编码。以上的仿真实验为级联码能应用在移动通信系统的前向信道编码中提供了理论基础，具有一定的实际意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 移动通信概述
• 1.1.2 移动通信系统的发展
• 1.1.3 数字通信系统的基本结构
• 1.2 信道编码定理及其发展应用
• 1.2.1 信道编码定理
• 1.2.2 信道编码的应用与发展
• 1.3 级联码的提出及研究现状
• 1.4 本文的主要工作和内容安排
• 第二章 级联码系统的编译码原理
• 2.1 线性分组码
• 2.1.1 线性分组码的基本概念
• 2.1.2 线性分组码的编码原理
• 2.1.3 线性分组码的译码原理
• 2.2 循环码
• 2.2.1 循环码的基本概念
• 2.2.2 循环码的编码原理
• 2.2.3 循环码的译码原理
• 2.3 HAMMING码的介绍
• 2.4 BCH码的介绍
• 2.4.1 BCH码的基本概念
• 2.4.2 BCH码的编码原理
• 2.4.3 BCH码的译码原理
• 2.5 RS码编译码
• 2.5.1 有限域的概念及实现
• 2.5.2 RS码的编码原理
• 2.5.3 RS码的译码原理
• 2.6 卷积码编译码
• 2.6.1 卷积码的编码原理
• 2.6.2 卷积码的译码原理
• 第三章 构建级联码系统
• 3.1 构建级联码系统
• 3.2 调制方式的选取
• 3.2.1 BPSK调制解调原理
• 3.2.2 QPSK调制解调原理
• 3.2.3 π/4-QPSK调制解调原理
• 3.3 交织原理
• 第四章 不同级联系统间的仿真结果及性能分析
• 4.1 HAMMING码级联卷积码
• 4.1.1 HAMMING+CONV在BPSK调制方式下的仿真
• 4.1.2 HAMMING+CONV在QPSK及π/4-QPSK调制方式下的仿真
• 4.1.3 结论
• 4.2 BCH码级联卷积码
• 4.2.1 BCH+CONV在BPSK调制方式下的仿真
• 4.2.2 BCH+CONV在QPSK及π/4-QPSK调制方式下的仿真
• 4.2.3 结论
• 4.3 RS码级联HAMMING码
• 4.3.1 RS+HAMMING在BPSK调制方式下的仿真
• 4.3.2 RS+HAMMING在QPSK及π/4-QPSK调制方式下的仿真
• 4.3.3 结论
• 4.4 RS码级联BCH码
• 4.4.1 RS+BCH在BPSK调制方式下的仿真
• 4.4.2 RS+BCH在QPSK及π/4-QPSK调制方式下的仿真
• 4.4.3 结论
• 4.5 RS码级联卷积码
• 4.5.1 RS+CONV在BPSK调制方式下的仿真
• 4.5.2 RS+CONV在QPSK及π/4-QPSK调制方式下的仿真
• 4.5.3 RS+CONV基于不同交织器的仿真图分析
• 4.5.4 结论
• 4.6 不同级联方案在π/4-QPSK调制方式下的仿真比较
• 4.7 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的文章
• 致谢