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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IOWE146

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IOWE152

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/N194

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