现代编码理论与应用PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　信道编码 1

1.1.1　编码及其应用 1

1.1.2　通信与编码 1

1.1.3　速率与错误率 3

1.1.4　信道编码的基本概念 3

1.1.5　最大后验概率译码（MAP）与最大似然译码（MLD） 5

1.1.6　信道编码定理 6

1.1.7　编码复杂度 8

1.3　信道编码技术的发展史 11

1.2　信道编码的分类 11

1.4　现代编码理论基础 15

1.4.1　信道容量与香农限 15

1.4.2　现代编码的定义 16

1.4.3　码的图表示与迭代译码 17

1.5　本章小结 21

第2章　信道容量 22

2.1　信道容量与编码 22

2.2　离散无记忆信道（DMC）的容量 22

2.3　离散输入、连续输出信道的容量 23

2.4　二进制对称信道的容量 25

2.5　AWGN信道的容量 27

2.6.1　有信道边信息 30

2.6　Rayleigh衰落信道的容量 30

2.6.2　无信道边信息 31

2.7　本章小结 32

第3章　因子图 33

3.1　因子图的引入 33

3.2　分配律 33

3.3　因子图 34

3.4　边缘函数的递归计算 35

3.5　通过消息传递有效计算边缘函数 37

3.6　因子图与迭代译码 39

3.6.1　逐位MAP译码 39

3.6.2　置信传播译码算法 40

3.6.4　无环码的界 42

3.6.3　逐块MAP译码 42

3.7　Forney型因子图 44

3.8　因子图的应用 46

3.8.1　线性码 46

3.8.2　马尔可夫链和隐马尔可夫模型 47

3.8.3　傅里叶变换 48

3.9　本章小结 49

第4章　Tanner图与和积算法 50

4.1　Tanner图 50

4.2　Tanner图的推广 51

4.3　和积算法 53

4.3.1　概率质量函数的因子图表示 53

4.3.2　无环因子图中的和积算法 54

4.3.3　含环路因子图中的和积算法 57

4.3.4　和积算法的变形 57

4.4　本章小结 58

第5章　Turbo码 59

5.1　Turbo码的基本原理 59

5.2　Turbo码分量码配置 61

5.3　Turbo码交织器设计 63

5.3.1　常见交织器设计与分析 64

5.3.2　交织器设计准则 67

5.4　Turbo码的编码结构 68

5.4.1　PCCC的编码结构 69

5.4.2　SCCC的编码结构 69

5.4.3　HCCC的编码结构 70

5.5　Turbo码的译码结构 71

5.5.1　PCCC的译码结构 71

5.5.2　SCCC的译码结构 74

5.5.3　HCCC的译码结构 75

5.6　基于后验概率的SISO译码算法 75

5.6.1　MAP译码算法 76

5.6.2　Log-MAP算法 78

5.7　Turbo码的性能分析 81

5.7.1　Turbo码的标准联合界 82

5.7.2　Turbo码的性能仿真 83

5.7.3　PCCC与SCCC的性能比较 85

5.8　本章小结 86

5.7.4　Turbo码的译码复杂性分析 86

6.1　LDPC码研究现状 87

第6章　LDPC码 87

6.2　LDPC码和Tanner图 88

6.3　LDPC码的构造 89

6.3.1　Gallager的LDPC构造方法 89

6.3.2　Mackay的构造方法 90

6.3.3　超轻矩阵 91

6.3.4　有限几何构造法 91

6.3.5　非规则构造法 92

6.3.6　非二进制构造 93

6.3.7　LDPC的线性编码 94

6.4.1 BP算法 100

6.4　LDPC码的译码算法 100

6.4.2　LDPC码的改进BP算法 108

6.4.3　最小和算法 114

6.4.4　多进制LDPC码的译码 115

6.4.5　串行译码 116

6.4.6　BF算法 121

6.5　LDPC码的性能分析 122

6.5.1　码距属性 122

6.5.2　LDPC码的错误概率分析 123

6.6　本章小结 124

7.1.1　码集及编码权重的定义 125

第7章　类Turbo码 125

7.1　类Turbo码的定义 125

7.1.2　无记忆二进制输入信道与归一化限 126

7.1.3　类Turbo码定义 127

7.1.4　交织增益定理 128

7.2　重复累积码 129

7.2.1 RA码结构 130

7.2.2　RA码的迭代解码 133

7.2.3　主要定理的证明 138

7.3　超RA码 141

7.3.1 引言 141

7.3.2　重复—延迟延迟码（RDD码） 142

7.3.3　RDD码的迭代解码性能 144

7.4　卷积累积码 145

7.4.1 外码的IOWE 146

7.4.2　加权频谱形成 146

7.4.3　CA码的迭代解码性能 146

7.4.4　RAA（重复—累积—累积）码 146

7.5　本章小结 148

附录A　AWGN错误指数 149

附录B　第7.3节部分公式推导 152

B.1 RDD码内码的IOWE 152

B.2　性质7.1的证明 153

C.1　截断卷积码的权重计数估算 154

附录C　第7.4节部分公式推导 154

B.3　RDD码集合的频谱形成 154

C.2　一些有用的不等式 155

C.3　比特错误概率与字错误概率 156

第8章　基于置信传播算法的Turbo译码 157

8.1　最佳符号判决定理 157

8.2　系统并行级联码（Turbo码） 159

8.3　贝叶斯置信网络和Pearl的算法 162

8.4　Pearl的算法描述 165

8.5　Turbo译码是BP算法的一种情况 166

8.6　从置信传播扩展到其他译码算法 169

8.7　本章小结 172

9.1.1　LDPC码的围长（girth）设计 174

第9章　码的优化设计及性能分析 174

9.1　基于图的码的优化设计 174

9.1.2　一种基于RS码的代数构造方法 175

9.1.3　一种基于矩阵分裂的代数构造方法 176

9.1.4　一种启发式搜索构造方法——PEG构造方法 177

9.2　密度进化 178

9.2.1　消息的密度进化 178

9.2.2　门限值的确定 180

9.2.3　分布对的优化 180

9.2.4　算法实现 181

9.2.5　仿真结果 182

9.3.1　外部转移特性 183

9.3　EXIT分析 183

9.3.2　外部信息转移图 188

9.3.3　外部信息度量——互信息与S/N 194

9.3.4　Rayleigh信道条件下的EXIT图 197

9.3.5　EXIT图的应用 199

9.4　本章小结 203

第10章　现代编码理论在通信系统中的应用 204

10.1　基于因子图的迭代接收机的统一模型 204

10.1.1　迭代接收机的设计 204

10.1.2　应用实例 205

10.2　衰落信道上基于因子图的迭代信号检测 213

10.2.1　信道模型 213

10.2.2　使用因子图进行迭代接收设计 214

10.3 因子图及和—积算法在符号间干扰信道（ISI）上的应用 220

10.3.1 因子图表示 221

10.3.2　图的改进 224

10.3.3　平均互信息量的分析 224

10.3.4　数据结果 226

10.3.5　结论 230

10.4　本章小结 230

第11章　现代编码在通信标准中的应用 231

11.1　Turbo码在第三代移动通信中的应用 231

11.1.1 第三代移动通信系统标准 231

11.1.2　Turbo码在WCDMA移动通信系统中的应用 231

11.1.3　Turbo码在CDMA 2000移动通信系统中的应用 232

11.1.4　Turbo码在TD-CDMA移动通信系统中的应用 234

11.2　LDPC码在B3G系统中的应用及性能 235

11.2.1 系统构造方案 236

11.2.2　编码方案 236

11.2.3　译码方案 238

11.2.4　计算机仿真结果及分析 238

11.3　LDPC码在DVB-S2标准中的应用 241

11.3.1　DVB-S2标准LDPC编码器 241

11.3.2　DVB-S2 LDPC码译码器 246

11.4　本章小结 249

12.1.1　Turbo码编译码方案的确定 250

12.1　Turbo码基于MAP算法的FPGA实现 250

第12章　现代编码的FPGA设计与实现 250

12.1.2　Turbo码编码器的FPGA设计 251

12.1.3　Turbo码译码器的FPGA实现 253

12.2　LDPC码的FPGA实现 261

12.2.1　LDPC码的编码 262

12.2.2　LDPC码的解码 267

12.3　Turbo码和LDPC码比较 270

12.3.1　编解码方案 271

12.3.2　RC-LDPC解码器和Turbo解码器的比较 271

12.4　本章小结 281

参考文献 282