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作为保障通信系统数据传输可靠性的技术,信道编码在通信和编码领域都占有重要地位,已成为无线通信系统中对抗信道噪声和干扰的-项不可或缺的标准技术。随着Turbo码的提出和LDPC码的重新发现,以RA码为代表的类Turbo码逐渐成为信道编码技术新的研究热点。类Turbo码是Turbo码和LDPC码的共同子集,它具有Turbo码编码简单,LDPC码译码简单等优点。类Turbo码同时具有出色的译码性能,是一种接近香农极限(Shannon limit)的好码。本文在深入分析RA码和CT码两种类Turbo码结构特点的基础上,提出了一种新型具有预编码性能的信道编码方案,称作累积重复树(ART)码,论文研究了ART码的基本性能,讨论了其在OFDM系统中的应用等。近年来类Turbo码成为信道编码领域的研究方向之一,论文首先归纳了类Turbo码的特点和基本定义,并分析了并行级联编码(PCC)结构能够产生字错误概率(WER)交织增益的条件,即分量码数目大于2个时产生交织增益,经典Turbo码只有2个分量码,因此没有WER交织增益。分析了类Turbo码的基本性质,重点对RA码和CT码等进行了深入研究,在此基础上,提出了新型信道编码方案,即ART码方案,将并行分量树码结构与串行重复码通过交织器串行连接,并在重复码前置累加器。分析表明,累加器能够带来相应的编码增益,起到预编码作用。研究了ART码的串行译码算法和并行置信传播BP迭代译码算法,通过理论分析和计算机仿真得出了ART码在加性高斯白噪声(AWGN)信道和瑞利(Rayleigh)衰落信道下的性能。仿真结果表明,无论在AWGN信道还是瑞利衰落信道,基于相同条件的ART码性能明显优于RA码和CT码等信道编码方案。对ART码的译码性能进行了分析讨论。由于实际的类Turbo码系统没有可用的最大似然译码(MLD)算法,主要讨论了类Turbo码的MLD性能界问题,包括基于Bhattacharyya系数的联合性能界(UB)和基于均匀交织器理论的严格性能界(TB)等,进而分析了ART码的重量分布(WD)问题,计算了ART码全体码字的输入输出重量枚举IOWE,以此可以对ART码MLD性能进行仿真分析。另外,讨论了ART码的BP迭代译码性能分析方法。研究了ART码的密度进化和优化设计方案。分析了适合ART码的密度进化方法,推导了离散密度进化DDE算法和高斯密度进化GDE算法,并得到了BP迭代算法成功译码的判决门限,根据理论分析和计算得到的判决门限选出了两组性能较好的ART码方案,即ART(3,1)码和ART(2,2)码。研究了ART码与OFDM调制相结合的无线传输方案。分析了基于离散傅立叶变换DFT的经典OFDM系统和基于离散小波变换DWT的改进WOFDM系统的优缺点,采用DWT的OFDM系统不需要循环前缀CP,因此提高了OFDM系统的频谱利用率和数据传输速率。分别给出了ART码基于DFT-OFDM系统和DWT-OFDM系统的信道编译码方案,并通过仿真分析了相关译码性能,仿真结果表明ART码在两种OFDM系统中性能出色。