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纠错编码技术是移动通信、卫星通信、光纤通信和磁盘存储等系统中的关键技术之一,低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码是一种性能逼近Shannon限的纠错码,也是目前被广泛关注的一种信道编码。LDPC码的性能远优于目前使用的RS码和BCH码,也可以和3G中的Turbo码媲美,其译码的复杂度则比Turbo码简单。
多输入多输出(MIMO:Multiple-Input Multiple-Output)技术充分开发空间资源,利用多个天线实现多发多收,在不需要增加频谱资源和天线发送功率的情况下,可以成倍地提高信道容量。正交频分复用(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术是一种多载波传输技术,其多载波之间相互正交,可以高效地利用频谱资源。
MIMO-OFDM系统是OFDM与MIMO技术结合的一种方案。它继承了OFDM和MIMO技术的优良特性,在高速率多媒体数据传输方面具有独特的优势,被认为是未来第四代移动通信(4G)的核心技术。
基于以上分析,本论文讨论了多种LDPC码的构造和译码算法、译码性能分析算法、以及MIMO技术之后,在LDPC码和MIMO-OFDM系统两方面进行了以下工作:
一、在介绍了数字通信系统的组成和LDPC码基本原理之后,对数字通信系统性能进行了分析和仿真。对LDPC构造方法以及译码算法进行了编程仿真,得到其性能特性。
二、MIMO技术分为空间分集技术和空间复用技术。论文中阐述了空时分组码(STBC:Space-Time Block Code)、空时格码(STTC:Space-Time Trellis Code)、分层空时码(LST:Layered Space-Time Code)的基本原理之后,将分层空时码与空时分组码结合构成分层空时分组码(LSTBC:Layered Space-Time Block Code)。经过MATLAB编程仿真,得出LSTBC的性能比STBC,STTC,LST的性能更优越。
三、结合OFDM与MIMO构建出MIMO-OFDM系统。分析了接收天线和发射天线对基于不规则LDPC码的MIMO-OFDM系统性能的影响。结果表明,MIMO-OFDM系统中的不规则LDPC码的性能比相同情况下的规则LDPC码优越;并且天线个数越多,性能越好;增加接收天线比增加发射天线更能提高系统的性能。