LDPC Coded TDS-OFDM for PLC Systems
高效LDPC码及OFDM在遥测系统中的应用研究

21 0 0年 1 2月
电 子 器 件
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基于低密度校验码的OFDM编码调制译码算法

基于低密度校验码的OFDM编码调制译码算法
徐志江;李式巨;官军
【期刊名称】《电路与系统学报》
【年(卷),期】2004(009)001
【摘要】低密度校验码(LDPC)具有编码增益高、译码速度快、性能接近Shannon限的优点.LDPC码应用于OFDM,能有效地提高多径环境下OFDM的BER性能.本文首先简单介绍LDPC码及其概率域上的译码算法,在此基础上对译码算法作融合,阐述概率似然比的译码算法.为了把LDPC应用于OFDM系统上,提出了多电平调制下的LDPC译码的算法.仿真结果表明,在AWGN和Rayleigh信道下,此算法正确有效.
【总页数】5页(P13-16,40)
【作者】徐志江;李式巨;官军
【作者单位】浙江大学,信息与通信工程研究所,浙江,杭州,310027;浙江大学,信息与通信工程研究所,浙江,杭州,310027;浙江大学,信息与通信工程研究所,浙江,杭
州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.22
【相关文献】
1.基于LDPC-OFDM编码调制在无源光网络的研究 [J], 肖枭;赵璐;牛宝
2.LDPC编码调制系统中基于反馈LLR均值的迭代解调/译码算法 [J], 黄平;姜明;
赵春明
3.基于LDPC-OFDM编码调制的WDM-PON研究 [J], 白顺昌;赵红
4.基于自适应调制、信道估计和编码的MIMO-OFDM VLC系统 [J], 张娜;任青青;何建强
5.Rayleigh衰落信道下基于低密度校验码的自适应多级编码调制系统 [J], 吕光平;袁东风;张玉玲
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TDS-OFDM系统中LDPC码的软译码研究

低 密度奇偶棱验码 ; 软判决译码 ; 交频 分复用 正
引言
低密度奇偶 校验码 ( c)由 LDI
验式 ,也就是校验矩阵某一行 中 ‘ ’ l 幻 舢 ‰ 用 ( i Do i S n h o o s 的位置 。每 个节点上的连线数 目称为 T me man y c r n u 斗 + + + OF DM ,TDS — OFDM ) 系统 ,最 该节点的次数 ( g e ,图 1中, de e ) r
后 在 Ra li h衰 落 信 道下作 仿 真 ,并 y eg 且 给 出结 论 。 1 D C码 .L P LDPC 码 本 质 上是 一种 线 形 分组 变 量节 点 的 次数 都是 d. ,校 验节 点 . =2
Galg r 16 年首先提出_,在沉 l e在 2 a 9 J 1 寂 了多年之后 ,受 到 Tur bO码的 启
环境 和频率选择性衰落信道 ,以及需
要 高 速数 据 传输 的 时 候 , 例 如 无 线 网
用于 中因数字 电 T S O D 系统土 。仿真 视 D' FM
了T S O D D - F M系统 中,L P 在 A G 和 y i - DC W N lh e g 信道下 的性 能,结 果表明 L P 码有效地提 高 DC
维普资讯
中国科技信息20 年第 2 07 期
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个基本特 征 ,1)校验矩阵 的每行有
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足的 校验 ( 称为 校验节 点 ) 。图 中变 络标准 I 0 . l EE 2 1 E 8 a,欧洲 DVB 量节点集合 V=( ,v ,… ,v 和 v. ) ( i ia D gt l d o r a c si g Vie B o d a tn )中 校验节点集 C C ,C ,…,C ) =( . , 内部
LDPC码的编译码研究及其在光通信中的应用的开题报告

LDPC码的编译码研究及其在光通信中的应用的开题报告一、选题背景及意义现代通信系统中,LDPC码作为一种优秀的前向纠错码已被广泛应用于高速数据传输和存储中。
LDPC码具有较为复杂的构造和解码算法,但其卓越的性能表现使得其在通信领域中具有重要地位。
而在光通信中,由于其高速、高带宽的特点,需要使用最优的编码方案来确保信号的可靠传输。
因此,对于LDPC码的编译码研究及其在光通信中的应用具有重要意义。
二、研究内容及目的本文的研究内容主要包括LDPC码的建立、编码和解码算法、LDPC 码在光通信中的应用等方面。
通过深入研究LDPC码的原理及其编译码过程,了解其在通信领域中的应用情况,并提出一种针对光通信领域的LDPC码编码和解码优化方案,以提高其在光通信中的可靠性和性能。
三、研究方法与技术路线(1) 文献综述法:对LDPC码的编译码研究及其在光通信中的应用进行全面调研和梳理,了解其发展历程、现有问题和未来发展方向;(2) 理论分析法:对LDPC码的结构和编解码算法进行理论分析,研究其特点和性能表现,并提出优化方案;(3) 编程仿真法:采用MATLAB等编程工具对提出的LDPC码编码和解码优化方案进行仿真实验,验证其性能表现和可行性;(4) 实验验证法:通过对比其它编码方案和实验数据,验证所提出的LDPC码编码和解码优化方案在光通信中的优越性和可靠性。
四、预期目标及意义通过本文的研究,预期达到以下目标:(1) 深入研究LDPC码的编译码原理,并了解其在通信领域中的应用情况;(2) 提出一种针对光通信领域的LDPC码编码和解码优化方案,提高其在光通信中的可靠性和性能;(3) 通过仿真实验和实验验证,验证所提出的LDPC码编码和解码优化方案在光通信中的优越性和可靠性;(4) 探索LDPC码在光通信领域中的新型应用和未来发展方向,推动光通信技术的进一步发展。
此外,本文还可以为相关研究人员提供参考和借鉴,促进LDPC码在光通信领域中的广泛应用和推广,推动光通信技术的发展和进步。
基于TDSOFDM的解调器算法与结构研究

图6-3DMB—T解调器的验证环境
Fig.6-3DMB·T demodulator verification environment
第六章TDS-OFDM解调算法实现的验证
道目前的运行状态,如同步环路是否锁定和最后输出SNR为多少等详细信息。
图6-512C图形控制界面
Fig.6-5GUI forl2C
对解调器的FPGA功能验证除了在实验室中进行以外,还在北京、青岛等地进行现场接收,正确解调了广播的无线数字电视节目。
6.2基于FPGA和ASIC的实现结果
表6.1的数据中,存储器的大小还包括了FPGA自带的在线探测程序SigTlaltap采样数据所需的buffer,并非接收机所使用的真实memory大小。各个主要模块使用的FPGA资源列表如下。
整个DMB.T内接收机包括同步模块、均衡器、FFT模块等,在FPGA上的实现结果如表6-1所示。
Quartus Version5.0Build
Family Startix II
Device EP2S180F1508C5
Timing Model Preliminary
1btal ALUl警66,016/143,520(45%)
图6-4给出了系统在64QAM、0.6码率、AWGN信道下,连续工作一分钟的解调器原始误码率以及解码后误码率的对比照片。原始误码率3.77E.2在经过LDPC纠错后的误码率为O.00E一6,低于可视门限3.00E.6。
(a)Co)
图6.4连续工作状态下的原始误码率与解码后误码率
(a)原始误码率(b)解码后误码率
Total Registers20,789
Tbtal Pins152/I,171(13%)
【硕士论文】LDPC码的编译码原理及编码设计

4. 对低密度校验码的快速编码问题进行了深入研究,指出了旋风码和重复累积码 能够达到线性编码的原因及其与可快速编码的低密度校验码之间的关系,提出 了两种可线性编码的低密度校验码的构造方法并对其在高斯信道下的纠错性能 进行了仿真。
3. The available design methods of LDPC codes with large girth are introduced and a new construction of regular LDPC codes with large girth is brought along with its realization algorithm, and the performances of the LDPC codes generated by this method are analyzed and simulated under AWGN channels. Improved Progressive Edge-Growth algorithm is presented by which the LDPC codes generated can satisfy the given degree distribution strictly.
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LDPC码的编译码研究及其在OFDM系统中的应用的开题报告

LDPC码的编译码研究及其在OFDM系统中的应用的开题报告一、研究背景随着信息技术的快速发展,通信技术也日新月异。
OFDM系统是一种广泛使用的数字通信系统,其在高速多用户数据传输方面具有高效、高速、低时延等优势。
在OFDM系统中,信道编码起到至关重要的作用,可以有效地提高系统的可靠性和容错性。
LDPC码(Low-density parity-check codes)是一种在信息论领域中十分重要的线性编码,具有良好的纠错性能和解码性能,已经在数字通信领域中得到了广泛的应用(例如在DVB、WiMAX、LTE等标准中均有应用)。
而在OFDM系统中,LDPC码也被广泛用于信道编码,以提高OFDM系统的性能。
然而,由于LDPC码的编码率较低(一般不超过0.8),对于一些高速率通信系统的应用仍存在着局限性。
同时,LDPC码的编码和解码复杂度也较高,需要使用有效的编码和解码算法优化。
因此,对于LDPC码的编译码研究以及在OFDM系统中的应用有着重要的现实意义和理论价值。
二、研究内容本文将主要研究LDPC码的编译码技术及其在OFDM系统中的应用。
具体研究内容包括:1. LDPC码的编码算法研究:介绍LDPC码中常用的编码算法,探讨各种编码算法的特点、优缺点以及适用范围。
2. LDPC码的解码算法研究:介绍LDPC码中常用的解码算法,包括BP算法、SPA算法、MP算法等,探讨各种解码算法的特点、优缺点以及适用范围。
3. LDPC码在OFDM系统中的应用:探讨LDPC码在OFDM系统中的编码和解码原理,研究如何将LDPC码应用于OFDM系统中的信道编码,分析LDPC码在OFDM系统中的性能表现,并探讨如何进一步提高系统性能。
4. 研究LDPC码的优化算法:针对LDPC码编码和解码复杂度高的问题,研究如何通过优化算法提高LDPC码的编码和解码效率,进一步提高系统性能。
三、研究意义1. 对于理论研究:本文将进一步探讨LDPC码的编译码技术,深入研究LDPC码的编码和解码原理,为LDPC码及其在OFDM系统中的应用的研究提供理论基础。
LDPC码的原理与介绍

对于要发送的信息序列,依然直接作为 LDPC 码字的前 N-M 个信息位比特输出,对于
其生成的校验比特,将其分成两块[p1,p2],v=[u,p1,p2],根据 H ⋅ vT = 0 , ,我们将得到以下的
两个关系式
AuT + Bp1T + Tp2T = 0
(1)
CuT + Dp1T + Ep2T = 0
(2)
由(1)式乘以 −ET −1 再加上(2)式,我们可以得到式(3)如下:
(−ET −1A + C)uT + (−ET −1B + D) p1T = 0
(3)
通过(3)式求出 p1,代入(1)式,就可以得到 p2, 从而完成编码过程。 编码复杂度的分析,因为这六个分块阵是通过对原有稀疏矩阵的列做重排获得的,所以
LDPC 码的原理与介绍
LDPC 码简介
LDPC码是一种线性分组码,它于1962年由Gallager提出,之后很长一段时间没有收到人 们的重视。直到1993年Berrou等提出了turbo码,人们发现turbo码从某种角度上说也是一种 LDPC码,近几年人们重新认识到LDPC码所具有的优越性能和巨大的实用价值。1996年MacKay 和Neal的研究表明.采用LDPC长码可以达到turbo码的性能,而最近的研究表明,被优化了的 非规则LDPC码采用可信传播(Belief Propagation)译码算法时,能得到比turbo码更好的性 能。目前,LDPC码被认为是迄今为止性能最好的码。LDPC码是当今信道编码领域的最令人瞩 目的研究热点,近几年国际上对LDPC码的理论研究以及工程应用和VLSI(超大规模集成电路) 实现方面的研究都已取得重要进展。基于LDPC码的上述优异性能可广泛应用于光通信、卫星 通信、深空通信、第四代移动通信系统、高速与甚高速率数字用户线、光和磁记录系统等。
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* Supported by the National High-Tech Research and Development
(863) Program of China (No. 2007AA01Z2B6)
** To whom correspondence should be addressed.
DAI Linglong (Ӛণ) et al.ġLDPC Coded TDS-OFDM for PLC Systems
313
distortion and inter-symbol interference (ISI). The time domain synchronous-OFDM (TDS-OFDM), which is the key technology of the Chinese national digital television terrestrial broadcasting (DTTB) standard[5], inserts pseudo random noise (PN) sequences between OFDM blocks as the GI instead of CP. The PN sequences are also used for synchronization and channel estimation (CE)[6]. The lack of pilot insertion significantly improves the spectral efficiency. It has also been demonstrated that TDS-OFDM can provide higher spectral efficiency and lower outage probability than CP-OFDM[7]. As another solution for PLC, this paper describes the use of TDS-OFDM over powerlines, together with the system design and performance evaluation.
TSINGHUA SCIENCE AND TECHNOLOGY ISSNll1007-0214ll10/17llpp312-318 Volume 15, Number 3, June 2010
LDPC Coded TDS-OFDM for PLC Systems*
DAI Linglong (Ӛণ), FU Jian ()ߔ , WANG Jun (ฆ ࢋ)**
Introduction
With availability in every building and in every room on earth, powerline communications (PLC) has great potential in applications like last-mile access, in-home networking, and command and control. Power transmission towers and lines are some of the most robust structures ever built. Since the communication signal (with working frequencies much higher than 50/60 Hz) can be carried by the power cables, there is no need to build new networks which reduces not only costs but also the time to provide services to customers not covered by existing communication networks but who receive service from the electrical utility company. Another advantage is the widespread coverage since there are no existing networks that link more customers in very different areas than the electrical grids.
H( f )
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channel in terms of the total transmission characteristics of the channel ranging from 500 kHz to 50 MHz. The frequency response of a channel model with 6 paths with the parameters shown in Table 1 (k=1, a0 2.1×103 s/m, and a1=8.11×1010 s/m), is depicted in Fig. 1.
Table 1 Theoretical PLC channel parameters for each path i 1 2 3 gi 0.54 0.28 0.15 di / m 200 221 242 i 4 5 6 gi 0.08 0.03 0.02 di / m 259 266 530
State Key Laboratory on Microwave and Digital Communications, Department of Electronic Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China Abstract: Powerline communications (PLC) have drawn great interest in recent years. However, most PLC standards such as HomePlug AV use the cyclic-prefix OFDM (CP-OFDM) technology. This paper presents a broadband PLC system using low density parity check (LDPC) coded time domain synchronous OFDM (TDS-OFDM), whose spectrum efficiency is about 10% higher than that of CP-OFDM. With the same bandwidth and the ability to combat the time delay spread as HomePlug AV, this system can provide a maximum throughput of 199.7 Mbps physical layer data rate. Simulations over the measured practical powerline channel in Beijing, China, show that LDPC in the TDS-OFDM system dramatically improves the bit error rate performance, and verify the feasibility and performance of the TDS-OFDM technology for PLC systems. Key words: powerline communications (PLC); time domain synchronous OFDM (TDS-OFDM); low density parity check (LDPC); HomePlug AV; channel measurement
E-mail: wjun@; Tel: 86-10-62795221
Therefore, powerline communications have drawn great interest recently due to new technical developments in information technology[1,2]. Now we are witnessing the possibility of PLC being acclaimed universally as the prime method for long-haul data communications. Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation techniques are widely utilized in PLC systems for various applications due to the frequency selective spectrum of the power line channel. Recently developed broadband PLC standards, such as HomePlug AV[3] and Opera[4], all use the OFDM technology. HomePlug AV employs advanced physical (PHY) and MAC technologies that provide a 200 Mbps class powerline network for video, audio, and data. The PHY layer utilizes this 200 Mbps channel rate to provide a 150 Mbps information rate with robust, near-capacity communications over noisy powerline channels. As with most of the OFDM-based communication systems, the main worldwide standards for PLC use the cyclic prefix-OFDM (CP-OFDM) technique. The CP serves the guard interval (GI) to combat multi-path