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第1章 绪论1

1.1 背景1

1.2　信道模型和信道容量2

1.3　Shannon信道编码定理5

1.4　编码原则和译码规则6

1.5　衡量信道编码性能的测度8

1.6　接近Shannon极限的实用信道编码9

本章参考文献11

第2章　线性分组码20

2.1　校验矩阵和生成矩阵20

2.1.1　校验矩阵20

2.1.2　生成矩阵21

2.1.3 系统编码22

2.2　重量和距离22

2.3　线性分组码的译码24

2.4　分组码的最小距离界25

2.4.1　Hamming（汉明）球包（SperePacking）界25

2.4.2　Singleton界26

2.4.3　Plotkin界26

2.4.4　Gilbert界27

2.4.5　Varshamov界27

2.4.6　Varshamov-Gilbert界和Hamming界的渐进形式28

本章参考文献29

第3章　LDPC码概述30

3.1　LDPC码的表示30

3.1.1　LDPC码的矩阵表示和编码30

3.1.2　Tanner图表示31

3.1.3　度数分布31

3.2　规则LDPC码和非规则LDPC码32

3.3 二进制LDPC码的编译码37

3.3.1　基于高斯消去的编码37

3.3.2　基于近似下三角矩阵的编码37

3.3.3　循环码和准循环码的编码38

3.3.4　概率域译码40

3.3.5　对数域译码41

3.4　多进制LDPC码42

3.5　LDPC码的主要研究方向44

本章参考文献46

第4章　LDPC码校验矩阵构造48

4.1　Tanner图的循环、girth和性能的关系48

4.2　校验矩阵的随机构造50

4.2.1　Gallager构造法50

4.2.2　Mackay构造法51

4.2.3　Davey构造法52

4.2.4　比特填充及扩展的比特填充方法52

4.2.5　girth分布构造法58

4.2.6　PEG方法59

4.3　校验矩阵的结构化构造61

4.3.1　有限几何构造法61

4.3.2　组合设计法61

4.4　速率兼容LDPC码的构造63

4.4.1 随机删除和最佳删除63

4.4.2　新的删除方法64

4.5 实用化的检验矩阵构造方案——Block-LDPC66

本章参考文献68

第5章　LDPC码的译码算法72

5.1 因子图72

5.2　基于置信传播的算法73

5.2.1 广义和乘积算法73

5.2.2　概率BP算法75

5.2.3 LLR BP算法77

5.2.4　AWGN信道下的初始化79

5.2.5　迭代APP算法80

5.2.6　UMP BP-Based算法（最小和或最大积）80

5.2.7　APP-Based算法81

5.2.8　各种简化算法与标准BP算法的比较（复杂度和性能）82

5.2.9　UMP-BP与BP算法校验节点处理的比较83

5.2.10　Normalized BP-Based算法和Offset BP-Based算法84

5.2.11 Normalized BP算法和Offset BP算法87

5.2.12　一种新的改进BP算法89

5.3　加权比特翻转（WBF）算法92

5.3.1　KLF加权比特翻转算法及其改进算法93

5.3.2　LP加权比特翻转算法及其改进算法94

5.3.3　IMWBF算法96

5.3.4　可靠性比加权比特翻转（RRWBF）算法98

5.4　性能复杂度更优折中的译码算法99

5.5　OSD译码算法102

本章参考文献105

第6章　LDPC码的密度进化107

6.1　连续密度进化107

6.1.1　独立性假设和对称条件107

6.1.2　密度进化思想与数学迭代过程108

6.1.3 非规则码的连续密度进化112

6.1.4　BP-Based算法的密度进化113

6.1.5　改进BP-Based算法的密度进化114

6.1.6　新的改进BP译码算法的密度进化114

6.2　离散密度进化115

6.2.1　基于BP译码的离散密度进化115

6.2.2　基于BP-Based译码的离散密度进化118

6.3　高斯近似119

6.3.1　规则码的高斯近似119

6.3.2　非规则码的高斯近似121

6.4　LDPC码容量与码参数的优化122

6.4.1　码容量的计算122

6.4.2　非规则码参数的优化124

本章参考文献127

第7章　LDPC码的EXIT图分析129

7.1　信息论基础129

7.2　迭代译码的建模130

7.3 EXIT函数的计算131

7.3.1　基本计算原理131

7.3.2 BEC信道中重复码EXIT的计算132

7.3.3 BSC信道中重复码EXIT的计算133

7.3.4　AWGN信道中重复码EXIT的计算133

7.4 BEC信道中LDPC码的EXIT曲线134

7.5　AWGN信道中LDPC码的EXIT曲线135

7.5.1　VND的EXIT曲线135

7.5.2 CND的EXIT曲线136

7.5.3 非规则LDPC码的EXIT曲线137

7.5.4　设计举例138

7.6　MIMO信道中LDPC码的EXIT曲线143

7.6.1 MIMO信道模型143

7.6.2　MIMO检测器的EXIT图144

7.6.3 MIMO检测器与VND结合起来的EXIT曲线145

7.6.4　EXIT指导码的设计146

本章参考文献147

第8章　LDPC码的编码调制系统149

8.1 基于LDPC码的多级编码（MLC）系统149

8.1.1 高效调制中多级编码的基本原理150

8.1.2　新的基于LDPC分量码的多级编码系统153

8.1.3　仿真和分析154

8.1.4　结论155

8.2　LDPC编码的BICM系统的对数似然比译码研究155

8.2.1 系统模型156

8.2.2 LDPC编码的BICM系统的BP译码研究156

8.2.3　仿真和分析158

8.3 LDPC编码的BICM图像传输系统161

8.3.1　二进制调制的图像系统161

8.3.2　M进制调制下的BICM系统163

8.4　基于802.11a标准的LDPC编码的0FDM系统165

8.4.1　OFDM基带传输原理165

8.4.2　IEEE 802.11a标准的有关参数166

8.4.3 LDPC码的译码初始化算法167

8.4.4　仿真和分析168

8.5　LDPC编码调制系统在非线性信道下的性能研究171

8.5.1 系统模型172

8.5.2 高功率放大器（HPA）173

本章参考文献175

第9章 基于LDPC码的链路自适应技术177

9.1　链路自适应技术的发展历史及现状177

9.1.1 自适应编码调制技术178

9.1.2 HARQ技术178

9.2　基于LDPC码的自适应编码调制技术研究179

9.2.1 自适应编码调制概念与原理179

9.2.2　基于LDPC码的自适应编码调制183

9.2.3 自适应LDPC编码调制在图像传输中的应用186

9.3 基于RC-LDPC码的AMC-HARQ系统189

9.4 多天线系统中基于RC-LDPC码的AMC-HARQ192

9.4.1 MIMO信道的等价SISO模型193

9.4.2　系统性能分析194

9.5 基于LDPC码的自适应STBC197

9.5.1　Alamouti空时编码197

9.5.2 自适应发射分集技术200

9.5.3　基于LDPC码的自适应STBC202

本章参考文献205

第10章　LDPC码在物理层、应用层联合优化系统中的应用209

10.1　通信系统跨层优化的基本原理209

10.2　基于非规则LDPC码的信息不等错误保护方案213

10.2.1　度分布设计和分析理论213

10.2.2　非规则LDPC码的不等保护原理215

10.2.3 非规则LDPC码的不等保护方案实现216

10.2.4　结论221

10.3　新的具有不等错误保护的LDPC编码调制方案222

10.3.1　新的映射方案222

10.3.2　仿真结果与分析223

10.3.3　结论226

本章参考文献226

第11章　LDPC码在图像数字水印系统中的应用230

11.1　数字水印概述230

11.1.1　数字水印的分类230

11.1.2　数字水印的基本要求231

11.2　图像数字水印技术231

11.2.1 图像数字水印系统模型231

11.2.2 图像数字水印检测232

11.2.3　DCT域视觉模型233

11.3　基于LDPC码的顽健性图像水印算法234

11.3.1 水印编码234

11.3.2　水印嵌入234

11.3.3 水印提取235

11.4　基于LDPC码的水印方案的性能研究236

11.4.1 水印为二值图像时的性能236

11.4.2　水印为随机序列时的性能238

本章参考文献240