纠错编码技术的研究.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流纠错编码技术的研究.精品文档.纠错编码技术的研究xxxxx指导教师：xxxxx1 引言在移动无线信道中由于无线电波传输不仅会随着传播距离的增加而造成能量损耗，并且会因为多种不利因素的影响而使信号快速衰落，码间干扰和信号失真严重，从而极大地影响了通信质量。鉴于这些问题的存在，我们不断地研究和寻找多种先进的通信技术以提高移动通信的性能。信道编码的最终目的是提高信号传输的可靠性，而纠错编码正是作为提高传输可靠性的最主要措施之一。本文将主要关注几种重要的纠错编码技术以及它们在实际当中的应用，以展示纠错编码在现代数字通信中的是如何提高通信质量的。2 纠

2、错编码简介21 纠错码原理用于检测的信道编码被称作检错编码，而既可检错又可纠错的信道编码被称作纠错编码。但现在，无论是具有检错功能还是纠错功能的编码，我们都统称为纠错编码。可见纠错编码的范围已经扩大了。纠错编码，就像它的字面解释的那样，是当消息经过有噪信道传输或要恢复储存的数据时用来纠错的。因为纠错编码试图克服和恢复信道中噪声或其他因素造成的损害，其编码过程又称为信道编码。纠错码的基本思想是在消息通过一个有噪信道伟输前以多余符号的形式在消息中增添冗余度，这种冗余度是在控制下添加的。编码后的消息在传输时可能还会遭到信道中噪声的损害。在接收端，如果错误数在该码所设计的限度内，原始消息可以从受损的消

3、息中恢复。图1显示了数字通信系统的框图。注意图中最重要的部分就是噪声部分，如果没有了它就用不着信道编码器了。消息源信道编码器调制器信道噪声信息的使用信道译码器解调器图1 数字通信系统框图一种编码的纠检错能力决定于最小码距d0的值。下面用几何关系来说明纠/检错能力和最小码距的关系，有三种情况10。（1） 检错e个错码，则要求： （1）上式表明，若一种编码的最小码距为d0，则它能检测出（d0-1）个错码；反之，若要求检测e个错码，则d0应小于（e+1）。（2） 纠正t个错码，则要求： （2）（3） 为了能纠正t个错码，同时检测e个错码，则要求： （3）这种情况是纠错和检错结合的工作方式，在这种情况

4、下，当错码数量少时，系统按前向纠错方式工作，以节省重发时间，提高传输效率；当错码数量多时，系统就按反馈重发的纠错方式工作，以降低系统的总误码率。所以，它适用于大多数时间中错码数量很少，少数时间中错码数量多的情况。22 纠错编码的优缺点由纠错编码原理，我们知道为了减少错码，需要在信息码元序列中加入监督码元。但这样做的结果是：序列增长，冗余度增大。在这种情况下，我们只能增大系统的带宽来解决问题，但另一方面，系统带宽的增大又会引起系统中噪声功率增大，使得信噪比下降，而信噪比的下降反而让系统接收码元序列中的错码增多。这样，我们有必要综合分析一下纠错编码后到底得失如何。（1） 误码率性能与带宽的关系虽然

5、说带宽要增大，但换来的是对误码率性能的很大改善。当然这种改善的程度就跟编码方式有关了。在发送功率受到限制，无法增大的场合，这种方法是首选方式。（2） 功率与带宽的关系在功率与带宽的关系中，采用检错方法，可以少增加监督位，从而少增大带宽。但这样做就是用时延来换取带宽或功率。对于一些非实时通信系统，这种方法比较适用。（3） 传输速率与带宽的关系Eb/n0=PsT/n0=Ps/n0(1/T)=Ps/n0RB （4）上式说明付出的代价还是让带宽增大。（4） 编码增益所谓编码增益，就是在保持误码率不变的情况下，采用纠错编码所节省的信噪比Eb/n0。通常用分贝表示： GdB=(Eb/n0)u-(Eb/n0

6、)c (dB) （5）其中(Eb/n0)u为未编码时的信噪比；(Eb/n0)c为编码后所需的信噪比。多年来，人们一直在寻求更优秀的编译码方法，去逼近香农理论的理想界限。从早期的分组码、代数码，到RS码，到后来的卷积码，以及今天的Turbo、LDPC码，所能达到的性能在不断地提高，而且跟香农限间的距离在不断缩小。下面，我们将着重研究移动通信系统，纠错编码技术的应用与发展情况。3 BCH码与FEC编码3.1 BCH码BCH码是Bose-Chaudhuri-Hocguenghem的缩写。这类码因其对多个错误的纠错能力和简易的编码和译码而著名。这是一种广泛应用的能够纠正多个随机错码的循环码。它能够先确

7、定纠错能力，然后设计出码长的生成多项式。而所谓的循环码是指任一码组循环一位后仍然是该编码中的一个码组。循环码是在严密的现代代数学理论的基础上建立起来的。BCH码除了具有线性码的一般性质外，还具有循环码的特性，因此对任意循环码的译码方法也适用于BCH码。但人们已经设计出专门针对BCH码的更高效的算法，那就是Gorenstein-Zierler译码算法。在设计纠错编码方案时，通常是在给定纠错要求的条件下进行的。这时，首先要解决寻找码生成多项式g(x)的问题。而BCH码就解决了这个问题。下面给出BCH码的一种设计方案：设m是正整数，且m3,以及tm/2,则一定存在具有下列参数的二进制BCH码：码长：

8、n=2m-1,监督位数rmt。它能够纠正所有数量小于或等于t个的随机错码。这个BCH码的生成多项式g(x)为：g(x)=LCMm1(x),m3(x),，m2t-1(x) (6)式中，t为能够纠正的错码个数；mi(x)为最小多项式；LCM（.）为取括弧内所有多项式的最小公倍式。上述的BCH码属于二元的，而Reed-Solomon(RS)码则是一种非二元的BCH码，它属于BCH码的重要子类，广泛应用于数字通信和数据储存。RS码典型的应用领域为：（1） 储存器件；（2） 无线或移动通信；（3） 卫星通信；（4） 数码电视或数码视频广播（DVB）；（5） 高速调制解调器。RS码的编码系统是建立在比特组

9、基础上的，这使得它处理突发错误特别好。RS码的优点有：它是多进制纠错编码，所以适用于多进制调制的场合；它能纠正t个m位二进制错码，所以能够适用于衰落信中纠正突发性错码。 下面举一个BCH码在实际当中应用的例子。在模拟蜂窝系统中，基站采用的是BCH (40，28)编码，汉明距离d=5，具有纠正2位随机错码的能力；之后重发5次，以提高抗衰落、抗干扰能力。移动台采用了BCH(48，36)进行纠错编码，汉明距离d=5，可纠正2个随机差错或纠正1个及检测2个差错，然后重复5次发送。上述纠错编码是提高数字信令传输可靠性必需的，也是行之有效的。3.2 FEC编码 用于纠错的纠错码在译码器输出端总要输出一个码

10、字或是否出错的标志，这种纠错码的应用方式称为前向纠错方式（FEC）。发送端编码器按某种纠错码的编码规则对待发送的信息进行编码，接收端译码器若发现接收码组有错，则自动加以纠正，不需要发送端重新发送在传输过程中出错的码字。如图2所示。纠错编码信道纠错译码m crC/m图2 FEC纠错应用方式框图GSM是1992年在欧洲开通业务，现在世界上大约有90个国家使用，采用900MHz频带的第二代数字蜂窝系统。还有，在同一基本系统中还采用了1.8GHz频带，称为DCS1800系统。GSMR的特点在于，考虑了超越国际之间的通信，也就是在多国之间实现漫游。由于蜂窝系统的传输环境不好而且速度低，为了在这种情况下实

11、现高效率传输，就要采用与声音编码相匹配的纠错码。GSM标准的语音和数据业务使用多种FEC编码， 包括BCH编码、FIRE码、CRC码。声音编码采用RPE-LTP算法，用1313kb/s进行编码。数据按照260bit单位组成帧，对敏感比特分配I类，把其他的比特分配为II类，I类采用编码率R=1/2、束缚长K=5的总卷积编码，II类比特不进行编码，而是抑制频带扩大。I类比特还根据重要程度，划分为特别重要比特Ia和其他比特Ib，通过CRC对Ia进行错误检测编码。检出错误时，废弃该帧的参数，通过代用前后无错误的帧参数，把主观造成的声音质量的不良控制在最小的范围内。在蜂窝系统中除了GSM方式之外，还有C

12、DMA方式。CDMA系统是个自干扰的系统， 因此FEC编码在对抗多用户干扰(MUI)和多径衰落时非常重要。CDMA (IS-95)在上行线（终端到基地局）对把Walsh系列和M系列组合起来的扩散码进行R=1/2、束缚长K=9的卷积编码。在下行线（基地局到终端）进行了M系列双重化的扩散码使用R=1/2、束缚长K=9的卷积码。4 Turbo码Turbo码是1993年在国际通信学术会议（ICC）上由Berrou、Glavieux和Thitimajshima在他们的论文“接近Shannon限的纠错编码和译码-Turbo码”中介绍的。Turbo码可以分为两种：一种是Turbo卷积码（TCC）；另一种Tu

13、rbo乘积码（TPC），而第二种则用到分组码，同时可以求解多个步骤，因而可以得到高的硬件数据处理量。Turbo码是一种特殊的链接码。由于其性能接近于理论上能够达到最好性能，所以Turbo码的发明在编码理论上带来了革命性的进步。也因此掀起了对Turbo码研究的热潮。4.1 Turbo码的编译码结构4.1.1 编码结构Turbo码至少用到两个卷积部件RSCC1、RSCC2编码器和两个最大经验（MAP）算法部件DEC1、DEC2译码器。这种做法称为级联。Turbo码有三种不同的排列，分别是并行级联卷积码（PCCC）、串行级联卷积码（SCCC）、和混杂级联卷积码（HCCC）。通常Turbo码排列为PC

14、CC。图3给出的一个Turbo码的PCCC编码器显示两个编码器并行工作。交织器分量编码器（RSC1）分量编码器（RSC2）UkXkYk1Yk2图3 Turbo码编码器框图Turbo码性能良好的一个原因是它们产生重量大的码字。例如如果输入序列Uk原来重量很低，系统Xk和奇偶校验1的输出Yk1可能产生重量低的码字。但奇偶校验2的输出Yk2则不太可能是重量低的码字，因为它前面的交织过程。该交织过程把输入序列Uk搅乱成在进入第二个编码器时很可能产生一个高重量的码字。这对于码来说是很理想的，因为高重量的码字能得到好的译码器性能。4.1.2 译码结构尽管编码器决定了纠错的能力，而译码器才决定实际的性能。但

15、是，这种性能依赖于所用的算法是哪一种。由于Turbo码是一个迭代的过程，它需要软输出算法，如译码最大经验算法（MAP）或软输出维特比算法（SOVA）。软输出算法强于硬判决算法，因为它们能更好地估算实际发送的数据是什么。这是因为软输出对计算出的信息比特有一种判决倾向，而不像硬输出直接选取1或0。图4给出了一个典型的Turbo码译码器的框图。图4 Turbo码译码器结构Turbo码译码器一般在至少一个部件译码器中使用MAP算法。当从信道中接收到部分信息Y（s）和Y(p1)并传递给第一个译码器时就开始了译码过程。余下的奇偶校验2信息Y(p2)，则进入第二个译码器并等待其余的信息的到来。在第二个译码器

16、在等待的同时，第一个译码器对传递的信息做出评估，进行交织使之与奇偶校验2的格式相同，然后发送到第二个译码器。第二个译码器根据从第一个译码器和信道来的信息重新评估传送的信息。这第二次的评估又被循环回到译码过程开始时的第一个译码器。Turbo码译码器的迭代过程如图5所示数据输入接收从信道和第二个译码器来的信息根据信息进行新的估算传递估算值到第二个译码器接收从信道和第一个译码器来的信息传递估算值到第一个译码器根据信息进行新的估算数据输出图5 Turbo码的迭代译码框图4.2 核心技术Turbo码的核心技术是交织器的综合性设计、分量码的级联、编码器的归零问题以及译码算法。在方案设计时，应综合考虑这些技

17、术的配合，这样才有可能实现最佳的编译码的效果。4.2.1 随机交织器的综合性设计交织的目的是将集中出现的突发错码分散开，变成随机错码。这是提升Turbo码纠错性能的一个重要措施。交织器的基本形式是矩阵交织器它由容量为（n-1）m比特的存储器构成，这种交织器常用于分组码的交织中。另外一种交织器就是卷积交织器，一般来说，第1个移存器的容量可以是K比特，第2个移存器的容量是2K比特，第3个就是3K比特，直至第N个移存器的容量是Nk比特。实验证明，卷积交织法和矩阵交织器相比，主要优点是延迟时间短和需要的存储容量小。卷积交织法端到端的总延迟时间和两端所需的总存储容量为k(N+1)N个码元，是矩阵交织法的

18、一半。所以在Turbo码中卷积交织器是首选。交织器的交织方法越复杂，交织性能就越好，可是实现起来也就越繁琐。对于交织长度，当交织深度增加时，相邻反馈信号的相关性就降低，从而可以很好地实现迭代译码，但与此同时也增加了译码时延。在交织器的设计时，应该尽量满足一些基本准则：（1）尽可能地置乱原始数据的顺序；（2）避免同时删除与同一信息位直接相关的两个分量编码器中的校验位；（3）使码字间的最小距离尽可能大，而重量为最小距离的码字数要尽可能少；（4）交织深度要综合考虑系统的时延要求以及数据帧的大小。4.2.2 分量码分量码是整个Turbo码编码器的主要组成部分，分组码和卷积码可以选作分量码。所谓分组码就

19、是将若干监督位附加在一组信息位上构成一个具有独立码组，并且监督位仅监督本组中的信息码元的码。也就是说分组码中各个码组之间是没有约束关系的。因此在解码时各个接收码组也是分别独立地进行解码的。而卷积码则不同。这种码在编码的时候虽然也是把K个比特的信息段编成n个比特的码组，但是监督码元不仅和当前的K个比特信息段有关，而且还跟前面m=(N-1)个信息段有关。所以一个码组中的监督码元就监督着N个信息段。其中N称为码组的约束长度。由此可见，卷积码的性能一般要优于分组码，因此，基本上选择卷积码作为分量码。4.2.3 算法（1）MAP算法 MAP算法是一种实现最小位错误概率的最大似然率法。它是运用最佳译码策略

20、，将接收序列Y等效为一个马尔可夫链，通过对该有扰马尔可夫过程的每一时刻的状态和转移的后验进行求解，并进而得到Uk的最大似然率的一种方法。（2）LOG-MAP算法和MAX-LOG-MAP算法LOG-MAP算法是将MAP算法中的变量转换到对数域中的最佳译码算法。它利用对数的单调递增性使MAP算法大部分的乘法运算转换成加法运算，从而减少运算量。MAX-LOG-MAP算法是LOG-MAP算法的改进算法，它是一种易于实现的次优算法，但在加性高斯白噪声信道中，特别是低信噪比中性能的损失较大。MAX-LOG-MAP算法通过前向和后向递归来逼近LOG-MAP算法。MAX-LOG-MAP算法是通过用简单的max

21、(.)函数来替代复杂的max*(.)函数实现的。随着技术的不断进步，Turbo码的算法也有了新的发展。目前已经提出了几种新的改进算法：滑窗算法、WAB算法以及Bayesian网络算法。在选择译码算法时，应该根据性能要求和硬件情况进行综合考虑。4.3 技术结合在Turbo码技术的研究当中，最新的研究大多集中在Turbo码和其他技术结合的应用上，并且取得了很大的进展。目前这方面的研究主要集中于Turbo码和调制技术的结合(即TTCM技术)以及Turbo码与均衡技术的结合。4.3.1 与调制技术的结合一般地，为了提高性能（错误率），或者需要额外带宽，或者需要更高的信号功率。是否可能在不牺牲带宽（表现

22、为数据速率）或额外的功率来取得系统性能的改善呢？答案是有这个可能的，这种技术就是网格编码调制技术（TCM）的编码技术，它就可以在不需要带宽扩张或不用额外功率的情况下取得更好的性能。传统上，编码和调制被认为是数字通信系统中两个分开的部分。输入的消息流首先通过信道编码，即额外比特被加入进来，然后这些编码后的比特被调制器转化为模拟波形。信道编码器和调制的目的都是纠正用一个不理想的信道时所产生的错误。这两部分（编码器和调制器）被独立地优化，尽管它们的目的是相同的，也就是说为了纠正由信道造成的错误。正如我们已经看到的，通过降低码率，即以带宽扩张和增加编码的复杂性为代价，要得到更好的性能是可能的。但是，将

23、信道编码器同调制器有机地结合起来，可以得到编码增益而不需要带宽扩张。于是Turbo码和调制技术的结合T-TCM应运而生。以下通过一个实际例子来说明。 考虑吞吐量为2bit/s/Hz的信道上的信息传输问题。首先用码率为2/3的卷积码器，它把个未编码的比特转化为3个编码后的比特，然后用吞吐量为3bit/s/Hz的8-PSK信号集合。这种编码后的8-PSK方案造成与未编码的QPSK同样的信息数据吞吐量，8-PSK的符号错误率比QPSK的要差。但是，码率为2/3的卷积编码器可以提供一些编码增益。有可能由编码器提供的编码增益与由8-PSK信号集合所造成的损失会持平。如果在相同SNR条件下编码调制方案无远

24、好于未编码的情况，我们可以说在没有牺牲数据率和带宽的情况下得到了一些改善。图6为T-TCM编码器一般原理图。卷积码编码器选择子集选择子集中的点信号点n1k1k2图6 T-TCM编码器一般原理框图4.3.2 与均衡技术的结合码间串扰是一种乘性干扰，它不像加性噪声那样，可以用最佳接收理论给出的方法来克服。为了减小码间串扰，通常需要在系统中插入另一种滤波器来补偿。这种滤波器称作均衡器。均衡器的种类很多，大体上可以分为两类，即频域均衡器和时域均衡器。前者在设计时是从滤波器的频率特性考虑的，利用一个可调LC滤波器的频率特性去补偿基带系统的频率特性，使之满足奈奎斯特准则。而后者则是从系统的时域特性出发去解

25、决同一问题。它通常是将一个横向滤波器插入基带传输系统中，在数字信号传输系统中，广泛使用是这种横向滤波器。Turbo码均衡器中的信道均衡器就是属于这样的一种横向滤波器。从最近许多研究当中我们不难看出，多数是集中在将Turbo码和均衡技术结合来改善衰落信道中严重的码间串扰问题上。因为Turbo码均衡器的迭代处理过程，可以补偿由于不完善的信道估计而引起的性能降低。Turbo均衡器的原理如图7所示。图7 Turbo码均衡器原理框图4.4 应用在3G的两种主流标准中，都采用了Turbo码技术作为其高速率信道编码技术。在CDMA 2000中，高速数据采用约束长度为4，卷积率为14的Turbo码。目前，移动

26、通信的研究热点4G中，也把Turbo码作为一项关键技术。 第三代合作伙伴计划在WCDMA无线接口协议的信道编码部分所定义的Turbo编码方案如图8所示。DDbibici图8 递归系统卷积码编码器编码器中的两个子编码器为有8个状态的递归系统卷积码(RSC)编码器，子编码器的移位寄存器的初始值应全为0；Turbo编码器的编码输出为：|bi，ci|当信息序列的所有比特都编码以后，通过从移位寄存器的反馈取出的尾比特来将移位寄存器恢复全零态。尾比特是在信息比特编码结束后加上的。在WCDMA系统中，Turbo码的译码算法主采用Max-Log-MAP译码算法。虽然说Max-Log-MAP译码算法比Log-M

27、AP算法简单了许多，但运算量仍然很大，结构还是很复杂，因此我们研究出了利用FPGA芯片来实现Max-Log-MAP译码算法的方案，这类方案包括有两种。第一种实现方案为DSP与FPGA相结合。自1985年Xilinx公司推出第一片FPGA至今，FPGA已经历了二十一个年头的发展历史，占据了巨大的市场，逐渐取代了ASIC，其原因在于：FPGA不仅解决了电路系统小型化、低功耗、高可靠性等问题，而且开发周期短、投入少、芯片价格不断降低等等。目前针对FPGA设计的特点，很多方案都在不改变纠错性能的前提下提出了一系列的方法。如减少连接线、流水线回索法等。目的都是一样，都是为了减少存储器的容量，降低功耗，提

28、高速度。另外一种方案为第一种的改进，即译码算法和前期数据处理全部由FPGA来实现这样可以进一步减小译码延迟。在WCDMA系统中我们采用的是第一种方案。该方案框图如图9所示。DSP负责接收RAKE接收机输出的数据，并进行解交织、解复接、解速率适配等相应的基带数据处理；FPGA则负责实现Max-Log-MAP译码算法。图9 Turbo码译码方案框图4.5 展望Turbo码是信道编码技术的一次重大突破，以其优良的性能引起了广泛的重视。但Turbo码的作用机制还不十分清楚，对迭代译码算法的性能还缺乏有效的理论解释。同时，Turbo码存在的主要问题还包括：序列延迟、计算量大、存储量大等矛盾，现在还没有得

29、到完美地解决。因此，对Turbo码算法方面的研究应主要从以下几个方面着手：（1）从理论上进行完整的分析；（2）针对各种Turbo码算法和结构进行仿真，比较它们在不同环境下的性能指标；（3）努力寻找构造好码的规律；（4）译码性能进一步简化；（5）Turbo码编码与信道参数的综合设计。相信随着技术的不断发展，Turbo码也会向着更完美的方向发展的。5 LDPC码5.1 LDPC码的定义及原理所谓LDPC码就是低密度奇偶校验码的英文缩写。这种码的构成原则是：受约束的随机码组及迭代译码算法。LDPC码不但简单实用，而且具有出色的纠错性能以及可以并行解码的特点，因此LDPC码被认为是迄今为止性能最好的码

30、。LDPC码已成为当今信道编码领域中的最前沿的纠错编码技术。LDPC码的表示方法有两种：一种是用校验矩阵来表示。LDPC码的校验矩阵的矩阵元素中只有两种，那就是“0”和“1”，其中“1”元素占了多数。通常我们说一个(n,j,k)LDPC码是指其码长为n，其奇偶校验矩阵每列包含j个1，其它元素为0；每行包含k个1，其它元素为0,j和k都远远小于n，以满足校验矩阵的低密度特性。图10为某码的校验矩阵示意图。图10 某码的校验矩阵第二种方法是用二分图（又称Tanner图）表示。LDPC码之所以能用这样的图表示出来，是由LDPC码编码校验矩阵的规律性决定的。在这种图中分别用信息节点和校验节点表示校验矩

31、阵的行与列，用这两种节点的连线表示参与校验的信息位与校验节点之间的关系。对应于校验矩阵中行和列的个数，如果二分图中与信息节点和校验节点相连的边的个数，即分别是固定的值，那么这种LDPC码是规则码，否则称为非规则码。规则的LDPC码的码字间最小距离会随着码长的增加而呈线性增加，因此具有优秀的码长渐进性；而不规则的LDPC码对各信息比特的误码保护程度不同，因此在译码过程中会表现出阶数较高的比特节点会最先得到正确的译码结果，然后可以给校验节点提供更加可靠的信息，从而帮助其他阶数比较低的比特节点进行译码。能图11为某图11 某码的二分图码的二分图。但在实际当中，我们通常都是将这两种表示方法结合起来表示

32、。 要设计一个LDPC码，最直接的办法就是先构造一个具有指定性质的低密度奇偶校验矩阵，而根据不同的设计标准， LDPC码的设计方法可以有很多种。所以在设计LDPC码时应该综合考虑各方面因素的影响。这样才能设计出一个好的LDPC码。5.2 LDPC码的译码算法LDPC码的译码算法主要采用的是可信传播译码算法，简称BP算法，BP就是Belief Propagation的缩写。BP算法同样采用了迭代的方法来进行译码。在这种算法中接收序列的所有信息以及信息节点和校验节点的性质都得到了比较充分的利用。简单的说，BP译码算法有以下几个步骤 ：(1) 预设先验概率。(2) 根据先验概率算出各校验节点的后验概

33、率。(3) 根据校验节点的后验概率算出信息节点的后验概率。(4) 对信息节点的后验概率作硬判决。在第（4）步中，如果结果符合判决条件，则译码结束；否则不断进行迭代运算，直到得出译码结果为止。5.3 LDPC码的优点为什么说LDPC码是现今性能最好的码呢？从以下对LDPC码优点的分析来看，我就不难找出答案来。LDPC码是一种线性分组码，采用BP迭代译码；LDPC码的性能都要比卷积码的好，同时LDPC码比现今所有的码更能接近香农限。LDPC码译码复杂度低 ，可以实现完全的并行操作，硬件复杂度低，因而适合硬件实现；具有较大灵活性和较低的差错平底特性；LDPC码的结构描述简单，对严格的理论分析具有可验

34、证性；吐量大，极具高速译码潜力，因而更适合高码率的应用；在同样的长度与码率的情况下，LDPC码通常拥有比turbo码更低的地板效应；LDPC码在干扰、衰落等原因引起的突发误码情况下有更优良的性能；而且因为LDPC码采用了并行的迭代译码算法以及具有随机码特性，在与信源或者信道级联时,不需要额外加交织器，系统的复杂度和延时都比turbo码的要低。由此可见，LDPC码的性能是现今其他码所不能比拟的。所以对LDPC码的研究是存在着极大的意义的，相信随着LDPC码的发展，必将带来又一次的纠错编码技术的革命。5.4 应用与发展从LDPC码的优点来看，我们可以想象到LDPC码的发展潜力是非常可观的，无论在通

35、信、卫星数字视频和声频广播方面还是在数字存储、数字用户线等方面中都将得到广泛的应用。虽然LDPC码未能在第三代移动通信系统中得到实际的应用，但从各方面因素来看，LDPC码极有可能成为第四代移动通信系统的关键技术。除此之外，现在很多系统都采用了LDPC码。在我国地面数字电视传输标准建设备选的方案中，被选中的广电总局广科院的方案也是采用了LDPC码信道编码技术。据报道，在面向双绞线的10Gbits以太网标准“10GBASET”的草案中采用LDPC码，这个方案得到了IEEE802.3an工作小组全体成员一致通过。可见LDPC码在网络与传输方面都起着重要的作用。在芯片方面，Comtech Teleco

36、mmunications旗下的Comtech AHA公司推出一种低密度奇偶校验码(LDPC)前向纠错(FEC)编解码器内核。由于整合了高反复性能，该LDPC码的误码率比现有其它纠错技术更接近香农极限。下一代卫星数字视频广播标准DVBS2也采纳了LDPC码的编码方案。LDPC码已经作为该标准中的一项核心技术，因此LDPC码又重新被投入到商用。其中休斯网络系统是首批将该技术商用化的公司之一，该将其LDPC作为可合成核心，向半导体公司发放许可证。6 结束语随着科学技术的飞速发展，移动通信系统经历了从第一代模拟系统到现在的第三代数字系统（3G）以及即将到来的第四代移动通信系统的演变。在这个发展历程中，

37、纠错编码技术以它在通信系统中所特有的必要性与重要性一直发挥着举足轻重的作用。移动通信系统在不断发展，纠错编码技术也在不断进步，我们有理由相信，移动通信系统与纠错编码技术能够互为条件，互相促进，在它们两者的推动下，现代数字通信业将带出现一个飞速发展的时代。致谢 衷心感谢贾应彪讲师一直以来对我的专业指导与莫大的关心。在这段时间里，贾讲师给了我很多宝贵的建议并指引我阅读相关的资料和书籍，使我在不熟悉的领域中仍能迅速掌握新兴的技术，让我受益匪浅。同时也要感谢各科任课老师，因为有了他们对我的巨大支持与鼓励，本文才得以顺利地完成。 最后我还要感谢我的同学与朋友对我的支持，因为在本论文撰写过程中，他们给我提

38、供了许多重要资料与建议。在此对他们表示真诚的感谢。参考文献1 王新梅.纠错码 原理与方法M西安：西安电子科技大学出版社，2001.4；2 吴伟陵.移动通信中的关键技术M北京：北京邮电大学出版社2001；3 朱洪波.傅海阳，吴志忠，等无线接入网M北京：人民邮电出版社2001；4 BERTONI H L著现代无线通信系统电波传播M顾金星，南亲良，王尔为，译北京：电子工业出版社.20015 齐赛，张水莲，马晓军.Turbo码在第三代移动通信系统中的应用N.信息工程大学学报第三卷第2期.2002.66 陈运.周亮.陈新.信息论与编码M.北京：电子工业出版社.2002.8:188-247;7 江藤良纯,金子敏信主编.纠错码及其应用M.张秀琴,译.北京：科学出版社.2003;8 樊昌信.通信原理教程M.北京：电子工业出版社.2004.5;9 高升，杜百川.LDPC码研究及其应用J.现代电视技术.2004.10.10 仲海梅，王锐华.4G中的纠错编码技术LDPC码及其新进展J.广东通信技术、技术前沿.2004.12.11 RANJAN BOSE 著.信息论、编码与密码学M.武传坤,译.北京：机械工业出版社.2005.1.12 马俊峰.移动通信中纠错编码技术的应用和发展J.移动通信.2005.1.13 汪利标.LDPC码在CDMA系统中的性能研究J.广东通信技术.2005.3