目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 深空通信的信道環(huán)境 1
1.3 深空通信中的信道編碼技術(shù) 3
1.4 深空通信中的調(diào)制技術(shù) 4
1.5 本書(shū)中采用的LDPC碼 5
1.6 本章小結(jié) 5
參考文獻(xiàn) 6
第2章 糾錯(cuò)編碼基本原理 7
2.1 引言 7
2.2 線(xiàn)性分組碼 7
2.2.1 線(xiàn)性分組碼的概念 7
2.2.2 生成矩陣和校驗(yàn)矩陣 8
2.2.3 線(xiàn)性分組碼的最小距離 9
2.2.4 系統(tǒng)碼 10
2.2.5 循環(huán)碼和準(zhǔn)循環(huán)碼 10
2.3 信道容量與香農(nóng)限 13
2.3.1 信道容量的定義 13
2.3.2 信道容量與香農(nóng)限的關(guān)系 13
2.3.3 信道容量與糾錯(cuò)碼的關(guān)系 14
2.4 多種信道條件下的信道容量 16
2.4.1 二進(jìn)制對(duì)稱(chēng)信道 16
2.4.2 連續(xù)AWGN信道 18
2.4.3 輸人離散、輸出連續(xù)的AWGN信道 20
2.4.4 Rayleigh信道 23
2.4.5 Ricean信道 27
2.5 本章小結(jié) 32
參考文獻(xiàn) 32
第3章 LDPC碼概述 33
3.1 引言 33
3.2 圖論基礎(chǔ) 33
3.2.1 圖的定義 33
3.2.2 雙向圖 34
3.2.3 圖的矩陣表本 35
3.3 LDPC碼的描述和圖模型表達(dá) 37
3.4 LDPC碼的環(huán)分析 38
3.4.1 LDPC碼的環(huán) 38
3.4.2 根據(jù)校驗(yàn)矩陣檢測(cè)環(huán) 39
3.4.3 環(huán)路檢測(cè)定理 40
3.4.4 根據(jù)雙向圖的變換圖直觀檢測(cè) 41
3.4.5 消去短環(huán)的方法 41
3.5 LDPC碼的分類(lèi) 43
3.5.1 規(guī)則LDPC碼和非規(guī)則LDPC碼 43
3.5.2 二元LDPC碼和多元LDPC碼 44
3.5.3 隨機(jī)構(gòu)造LDPC碼和代數(shù)構(gòu)造LDPC碼 46
3.6 二元LDPC碼的譯碼 50
3.6.1 硬判決譯碼 50
3.6.2 軟判決譯碼 51
3.6.3 混合譯碼算法 51
3.7 深空通信中的LDPC碼 51
3.8 級(jí)聯(lián)編碼和編碼調(diào)制 54
3.9 本章小結(jié) 55
參考文獻(xiàn) 55
第4章 LDPC碼軟判決譯碼算法 59
4.1 引 59
4.2 對(duì)數(shù)域譯碼算法 59
4.2.1 對(duì)數(shù)域BP算法 60
4.2.2 歸一化和偏移BP算法 63
4.3 低復(fù)雜度的LDPC碼譯碼算法 64
4.3.1 迭代log-MAP算法 64
4.3.2 基于APP的簡(jiǎn)化算法 65
4.3.3 基于BP的簡(jiǎn)化算法 66
4.3.4 MS算法 67
4.4 各譯碼算法間的內(nèi)在聯(lián)系 68
4.4.1 從log-MAP算法到基于APP的算法 68
4.4.2 從BP算法到MS算法 69
4.4.3 NMS算法和OMS算法的等價(jià)描述 73
4.5 基于有限項(xiàng)求和的改進(jìn)算法 74
4.5.1 理論分析 74
4.5.2 計(jì)算復(fù)雜度分析 77
4.5.3 仿真結(jié)果與統(tǒng)計(jì)分析 78
4.6 LDPC碼的性能估計(jì)和分析 81
4.6.1 譯碼的錯(cuò)誤概率分析 81
4.6.2 概率密度進(jìn)化理論 82
4.6.3 LDPC碼的高斯估計(jì) 85
4.6.4 LDPC碼的EXIT圖分析法 87
4.7 低密度校驗(yàn)碼的迭代次數(shù)估計(jì) 93
4.8 多進(jìn)制LDPC碼的譯碼 94
4.8.1 多進(jìn)制LDPC碼的迭代譯碼 94
4.8.2 多進(jìn)制LDPC碼的性能 95
4.9 本章小結(jié) 96
參考文獻(xiàn) 96
第5章 基于可靠度軟信息的BF算法 98
5.1 引言 98
5.2 沿用傳統(tǒng)譯碼路徑的BF算法 98
5.3 沿用全新譯碼路徑的WBF算法 100
5.3.1 基于BP算法的WBF算法 100
5.3.2 基于幅度和的WBF算法 100
5.3.3 計(jì)算復(fù)雜度分析 102
5.3.4 仿真結(jié)果與統(tǒng)計(jì)分析 103
5.4 WBF算法的可靠度偏移修正 108
5.4.1 基于幅度和的WBF算法的改進(jìn) 108
5.4.2 基于偏移修正的RRWBF算法 111
5.4.3 計(jì)算復(fù)雜度分析 111
5.4.4 仿真結(jié)果與統(tǒng)計(jì)分析 112
5.5 基于平均幅度的GDBF算法 118
5.5.1 GDBF算法和RRWGDBF算法 118
5.5.2 AMWGDBF算法 120
5.5.3 計(jì)算復(fù)雜度分析 121
5.5.4 仿真結(jié)果和統(tǒng)計(jì)分析 122
5.6 基于可靠度修正的GDBF算法 124
5.6.1 GDBF算法性能分析 125
5.6.2 大列重LDPC碼譯碼性能的分析比較 126
5.6.3 基于校驗(yàn)方程可靠度的GDWBF算法 128
5.6.4 歸一化GDBF算法 128
5.6.5 計(jì)算復(fù)雜度分析 129
5.6.6 仿真結(jié)果和統(tǒng)計(jì)分析 130
5.7 本章小結(jié) 133
參考文獻(xiàn) 134
第6章 WBF算法的優(yōu)化 136
6.1 引言 136
6.2 傳統(tǒng)WBF算法的理論推導(dǎo) 136
6.2.1 log-MAP算法 136
6.2.2 從log-MAP算法到WMLG算法 138
6.2.3 OSMLG算法的推導(dǎo) 139
6.2.4 MS-based WBF算法和IMWBF算法的推導(dǎo) 140
6.2.5 傳統(tǒng)的WBF算法間的關(guān)系 140
6.3 WBF算法復(fù)雜度優(yōu)化的可行性 141
6.3.1 適用于Turbo碼的提前停止準(zhǔn)則 141
6.3.2 適用于BP算法的提前停止準(zhǔn)則 142
6.3.3 WBF算法的提前停止準(zhǔn)則可行性分析 143
6.3.4 WBF算法提前停止準(zhǔn)則研究 144
6.3.5 改進(jìn)的提前停止迭代準(zhǔn)則 147
6.3.6 基于可靠度修正的BP算法 148
6.3.7 仿真結(jié)果和統(tǒng)計(jì)分析 149
6.4 WBF算法的性能優(yōu)化 153
6.4.1 MWBF算法和WBF算法的推導(dǎo) 103
6.4.2 ERA方案 101
6.4.3 仿真結(jié)果和統(tǒng)計(jì)分析 100
6.5 本章小結(jié) 107
參考文獻(xiàn) 108
第7章 深空通信中的數(shù)字調(diào)制技術(shù) 163
7.1 引言 163
7.2 多相信號(hào)的相位特性及相干檢測(cè) 163
7.2.1 CPM信號(hào)的相位特性及相干檢測(cè) 163
7.2.2 MPSK信號(hào)的相干檢測(cè) 167
7.3 多相信號(hào)的相位誤差分布 170
7.3.1 先驗(yàn)分布模型 170
7.3.2 后驗(yàn)分布模型 171
7.3.3 比特誤差分布 172
7.4 相位調(diào)制系統(tǒng)的漸近性能評(píng)估 171
7.4.1 不同映射方式的信道容量 176
7.4.2 比特級(jí)互信息度量準(zhǔn)則 179
7.4.3 EXIT曲線(xiàn)度量準(zhǔn)則 181
7.5 非線(xiàn)性影響下的MPSK相位誤差分布 183
7.5.1 接收機(jī)乘法器的非線(xiàn)性分析 183
7.5.2 BPSK接收統(tǒng)計(jì)量的概率分布 180
7.5.3 MPSK相位誤差分布分析 187
7.5.4 仿真結(jié)果與統(tǒng)計(jì)分析 189
7.6 FQPSK調(diào)制 193
7.6.1 LJF-QPSK調(diào)制 193
7.6.2 FQPSK調(diào)制方案 196
7.6.3 FQPSK調(diào)制的特性分析 199
7.6.4 FQPSK調(diào)制的常規(guī)解調(diào)方法 202
7.7 LDPC編碼的最小頻移鍵控調(diào)制 205
7.7.1 串行級(jí)聯(lián)系統(tǒng)模型 205
7.7.2 MAP算法及比外信息提取方法 207
7.8 卷積編碼的FQPSK調(diào)制 210
7.8.1 FQPSK的外信息提取 210
7.8.2 改善系統(tǒng)迭代檢測(cè)收斂性的方法 213
7.8.3 仿真結(jié)果與統(tǒng)計(jì)分析 215
7.9 本章小結(jié) 217
參考文獻(xiàn) 218