LDPC Coded TDS-OFDM for PLC Systems

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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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。

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码在OFDM系统中的应用的开题报告一、选题背景OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术是一种在无线通信和数字电视等领域应用广泛的调制技术，其最大优势是能够有效抵抗多径衰落引起的码间干扰（ICI）和符号间干扰（ISI），同时可以很好地支持高速数据传输。

LDPC（Low-Density Parity-Check）码是一种近年来非常热门的编码技术，其具有低复杂度、近最优的性能和灵活的设计等特点。

因此，将LDPC码引入OFDM系统中，可以进一步提高系统的可靠性和性能，是一个备受关注的研究领域。

二、研究内容本文将主要探讨LDPC码在OFDM系统中的应用。

首先，介绍OFDM和LDPC码的基本概念和特点，包括OFDM的多径效应抵消和LDPC码的图像表示和译码原理。

然后，研究LDPC码的设计和性能优化方法，并分析应用LDPC码对OFDM系统的性能带来的影响。

最后，结合实验数据对LDPC码在OFDM系统中译码性能进行验证和评估。

三、研究目的本研究的目的是探究LDPC码在OFDM系统中的应用，并从多个角度分析LDPC码的性能及其在OFDM系统中的影响。

通过研究LDPC码在OFDM系统中的应用可以更好地理解LDPC码和OFDM技术，同时也可以为未来相关研究提供参考和借鉴。

四、预期成果本研究的预期成果包括以下方面：（1）理解和掌握LDPC码和OFDM技术的基本原理和特点；（2）研究LDPC码的性能优化方法及其在OFDM系统中的实际应用；（3）分析应用LDPC码对OFDM系统性能的影响；（4）通过实验数据对LDPC码在OFDM系统中的译码性能进行评估。

五、研究方法本研究的研究方法主要包括文献资料查阅、理论分析、数学建模和实验验证。

根据所需数据，采用Matlab等软件进行仿真模拟和数值计算，以验证研究结果。

六、研究难点和挑战研究LDPC码在OFDM系统中的应用是一个需要深入分析和实验验证的研究领域，其中存在一些难点和挑战，如LDPC码的设计和性能优化、LDPC码的译码算法及其复杂度控制、基于LDPC码的OFDM系统的信道估计和同步等。

OFDM通信系统LDPC编解码的硬件实现中期报告1. 研究背景和意义随着移动通信技术的不断发展，OFDM (正交频分复用) 技术已经被广泛应用于许多无线通信系统中，如 Wi-Fi、LTE 等。

OFDM 技术具有频带利用率高、时域和频域处理简单、抗多径衰落等优点。

然而，在无线信道中，由于信道干扰和噪声等因素，OFDM 信号可能会产生误码。

为了提高 OFDM 通信系统的可靠性和通信质量，需要使用一些编码和解码算法对信号进行错误检测和纠正。

LDPC (低密度奇偶校验码) 编解码算法是一种比较有效的纠错编码算法，被广泛应用于 OFDM 通信系统中。

2. 研究内容本研究的主要内容是设计和实现一种 LDPC 编解码器的硬件电路，用于 OFDM 通信系统中的信号编解码。

具体来说，研究内容包括以下几个方面：(1) LDPC 编码算法的研究和实现LDPC 编码算法是一种基于树状因子图 (Tanner 图) 的分布式编码算法。

该算法的主要思想是根据一定的规则构造一个稀疏矩阵，对信号进行编码并进行纠错。

需要对该算法进行深入的研究，并实现基于 FPGA 的 LDPC 编码模块。

(2) LDPC 解码算法的研究和实现LDPC 解码算法是一种基于概率推断的迭代解码算法。

该算法的主要思想是根据接收到的信号和预先计算的校验矩阵，通过计算概率来进行迭代纠错。

需要对该算法进行深入的研究，并实现基于 FPGA 的 LDPC 解码模块。

(3) LDPC 编解码器的整体设计和实现LDPC 编解码器是将 LDPC 编码器和解码器整合在一起的模块，它能够实现对信号进行编码、解码和纠错。

需要对该模块进行设计，并在FPGA 上进行实现。

(4) 硬件实现优化和性能评估在实现 LDPC 编解码器的硬件电路之后，需要对其性能进行评估和优化。

通过采取一些优化方法，如流水线设计、并行计算、多级存储等方式来提高硬件电路的速度和效率。

3. 研究进展目前，本研究已经完成了 LDPC 编码算法的研究和实现，并在 FPGA 上实现了 LDPC 编码模块。

文章编号:1009－2552(2012)06－0075－04中图分类号:TP273+．5文献标识码:A关于PLC梯形图到指令表转换算法的研究阳俊将，黄道平，刘少君(华南理工大学自动化科学与工程学院，广州510640)摘要:针对只有一条左侧母线且各个元器件及类型独立的梯形图，提出一种由可编程逻辑控制器(PLC)梯形图生成指令表的算法。

在该算法中使用虚结点，先将梯形图转换为AOV图，然后根据结点类型和它们在AOV图中的拓扑排序将梯形图转化为指令表。

该算法是一种能将任意复杂的梯形图转换为指令表的通用算法，它已经成功地应用于软PLC的设计。

关键词:AOV图;指令表;可编程逻辑控制器PLC;梯形图Research on conversion algorithm for ladder diagramto instruction list in PLCYANG Jun-jiang，HUANG Dao-ping，LIU Shao-jun(School of Automation Science and Engineering，South China University of Technology，Guangzhou510640，China) Abstract:The paper presents an algorithm for generation of instruction list(IL)code from programmable logic controllers(PLC)ladder diagram(LD)based on treating LD as a tree with single root left bar and treating LD component separately in accordance with their type．This algorithm uses virtual nodes．The LD is presented as an activity on vertex(AOV)diagram．Then it establishes activity on a vertex to transform LD to IL．The algorithm for transformation from any complex LD to IL．It has been applied in the design of a software PLC and successfully complied to IL．Key words:AOV diagraph;instruction list;programmable logic controllers;ladder diagram0引言可编程控制器(PLC)起源于上世纪60年代，它是一种数字逻辑设备，早先它被用来替换自动化工业领域的继电器逻辑控制系统。

OFDM系统中高性能LDPC码解码器的研究与实现的开题报告一、选题背景OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术在移动通信、无线局域网(WLAN)、数字电视广播、卫星通信、光纤通信等领域得到广泛应用。

在OFDM系统中，LDPC码(Low Density Parity Check code)作为一种最为重要的编码方式之一，被广泛应用于数据传输中。

LDPC码具有很高的译码性能、低的复杂度和很好的误码纠正性能，因此引起了研究人员的广泛关注。

在OFDM系统中，高性能的LDPC码解码器是整个系统中至关重要的组成部分。

因此，本文的研究方向为OFDM系统中的高性能LDPC码解码器的研究与实现。

二、研究目的和意义本文的研究目的是研究OFDM系统中高性能的LDPC码解码器，并实现LDPC码解码算法。

本文将结合实际应用场景和需求，研究典型的LDPC码解码算法及其实现优化方法，设计LDPC码解码器并进行实现，最终验证设计方案的正确性和有效性。

本文的研究意义在于有助于提高OFDM系统的传输性能和可靠性，探索LDPC码解码器的实现方法和技术，在实际应用中促进OFDM系统的发展。

三、研究内容本文的研究内容包括以下几个方面：1、OFDM通信系统的概述，LDPC码的基本原理和编码方法。

2、LDPC码译码算法的研究，包括基于最大后验概率(MAP)、Belief Propagation(BP)等算法。

3、LDPC码解码器的设计和实现，实现算法的硬件结构与软件算法的结合，比较不同解码算法的性能。

4、利用FPGA来实现LDPC码译码器，并进行性能测试。

5、文献综述和分析。

四、研究方法及技术路线本文将采用以下研究方法：1、文献调研：调研LDPC码理论及应用、OFDM系统的基础理论、性能评估标准等相关方面的文献。

2、算法分析：分析LDPC码解码算法的优缺点，以及在OFDM系统中的性能和适应性。

附录C 英文缩写名词对照表缩写名词英文全称中文译名A/D Analog/Digital 模/数（转换）ADPCM Adaptive DPCM 自适应差分脉冲编码调制ADSL Asymmetric Digital Subscribers Loop 非对称数字用户环路AM Amplitude Modulation 振幅调制（调幅）AMI Alternative Mark Inverse 传号交替反转ARQ Automatic Repeat reQuest 自动重发请求ASCII American Standard Code forInformation Interchange 美国标准信息交换码ASK Amplitude Shift Keying 振幅键控ATM Asynchronous Transfer Mode 异步传送模式BER Binary Error Rate 误比特率BPF Band Pass Filter 带通滤波器BPSK Binary Phase Shift Keying 二进制相移键控CCITT International Consultive Committee for Telegraph and Telephone 国际电报咨询委员会（1993年更名为ITU）CDM Code Division Multiplexing 码分复用CDMA Code Division Mulitple Access 码分多址CMI Coded Mark Inversion 传号反转CRC Cyclic Redundancy Check 循环冗余校验DC Direct Current 直流DFT Discrete Fourier Transform 离散傅里叶变换DM Delta Modulation 增量调制DPCM Differential PCM 差分脉码调制DPSK Differential PSK 差分相移键控DSB Double Side Band 双边带DSSS Direct-Sequence Spread Spectrum 直接序列扩谱DTMF Dual Tone Multiple Frequency 双音多频DVB Digital Video Broadcasting 数字视频广播ETSI European Telecommunications Standards Institute欧洲电信标准协会F Frame 帧FDD Frequency Division Duplex 频分双工FDM Frequency Division Multiplexing 频分复用FDMA Frequency Division Multiple Access 频分多址FEC Forward Error Correction 前向纠错FH Frequency-Hopping 跳频FIR Finite Impulse Response 有限冲激响应FSK Frequency Shift Keying 频移键控GMSK Gaussian MSK 高斯最小频移键控GSM Global System for Mobile Communications 全球移动通信系统HDB3 3rd Order High Density Bipolar 3阶高密度双极性HDTV High Definition Television 高清晰度电视IC Integrated Circuit 集成电路IDFT Inverse Discrete Fourier Transform 逆离散傅里叶变换IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers电气与电子工程师学会ISDN Integrated Services Digital Network 综合业务数字网ISO International Standards Organization国际标准化组织ITM Information Transfer Mode 信息传递方式ITU International Telecommunications Union 国际电信联盟ITU-T ITU Telecommunication Standardization Sector国际电信联盟-电信标准化部门LAN Local Area Network 局域网LDPC Low-Density Parity-Check 低密度奇偶校验LED Light-Emitting Diode 发光二极管LPF Lower Pass Filter 低通滤波器MAN Metropolitan Area Network 城域网MASK M-ary Amplitude Shift Keying 多进制振幅键控MFSK M-ary Frequency Shift Keying 多进制频移键控MPSK M-ary Phase Shift Keying 多进制相移键控MQAM M-ary QAM 多进制正交调幅MSK Minimum Shift Keying 最小频移键控NBFM Narrow Band Frequency Modulation 窄带调频NBPM Narrow Band Phase Modulation 窄带调相NRZ Non-Return to Zero 不归零NT Network Termination 网络终端OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing 正交频分复用OOK On-Off Keying 通-断键控OQPSK Offset Quadrature Phase Shift Keying偏置正交相移键控OSI Open Systems Interconnection 开放系统互连OTDM Optical Time Division Multiplexing 光时分复用OWDM Optical Wavelength Division Multiplexing 光波分复用PAM Pulse Amplitude Modulation 脉冲振幅调制PCM Pulse Code Modulation 脉（冲编）码调制PCS P ersonal Communication System 个人通信系统PDH Plesiochronous Digital Hierarchy 准同步数字体系PDM Pulse Duration Modulation 脉冲宽度调制PDN Public Data Network 公共数据网PLL Phase-Locked Loop 锁相环PN Pseudo Noise 伪噪声PPM Pulse Position Modulation 脉冲位置调制PSK Phase Shift Keying 相移键控PSTN Public Switch Telephone Network 公共交换网QAM Quadrature Amplitude Modulation 正交振幅调制QDPSK Quadrature DPSK 正交差分相移键控QPSK Quadrature Phase Shift Keying 正交相移键控RAM Random Access Memory 随机存取存储器RE Radio Frequency 射频RLAN Radio LAN 无线局域网ROM Read-Only Memory 只读存储器RZ Return-to-Zero 归零SDH Synchronous Digital Hierarchy 同步数字体系SDM Space Division Multiplexing 空分复用SDMA S pace Division Mulitple Access 空分多址SHF Super High Frequency 超高频SOC System On Chip 单片系统SOH Section OverHead 段开销SONET Synchrous Optical Network 光同步网络SSB Single Side Band 单边带STM Synchronous Transport Module 同步传送模块STM Synchronous Transfer Mode 同步传递方式TCM Trellis Coded Modulation 网格编码调制TDM Time Division Multiplexing 时分复用TDMA Time Division Multiple Access 时分多址TE Terminal Equipment 用户终端设备TS Time Slot 时隙UHF Ultra High Frequency 特高频VCO Voltage Controlled Oscillator 压控振荡器VSB Vestigial Side Band 残留边带WAN Wide Area Network 广域网WBFM Wide Band Frequency Modulation 宽带调频WDM Wave Division Multiplexing 波分复用WLAN Wireless Local Area Network 无线局域网WPAN Wireless Personal Area Network 无线个域网WWAN Wireless Wide Area Network 无线广域网。

LDPC码及其在浅海OFDM水声通信系统中的应用研究和DSP实现的开题报告一、研究背景和意义随着水声通信技术的发展，深海水声通信系统已经发展成为可以在海底深度超过1000米的异地水声通信系统。

但是浅海水声通信系统的传输距离较短，同时受到海洋环境的限制，传输可靠性和带宽利用率较低。

LDPC码( Low Density Parity Check Code)作为一种高效的错误控制编码方案，具有低复杂度、低误码率、可迭代解码等优点，已成为当前无线通信、数字电视、光存储等领域的主流信道编码方案本课题将研究LDPC码在浅海OFDM水声通信系统中应用的可行性，在DSP平台上实现LDPC码的编解码算法，提高浅海水声通信系统的传输可靠性和带宽利用率。

二、研究内容和目标本课题主要研究内容如下：1、LDPC码在浅海OFDM水声通信系统中的应用分析：研究LDPC码在深海和浅海的通信系统中的应用特点和优缺点对比，分析LDPC码在OFDM水声通信系统中的可行性。

2、浅海OFDM水声通信系统模型：建立浅海OFDM水声通信系统模型，包括信道模型、调制方式、调制码率等参数设置。

3、LDPC码的原理和算法研究：介绍LDPC码的基本原理、编码过程和解码过程，并研究使用迭代译码算法解码的方式，例如Tanner图。

4、LDPC码的DSP实现：在TMS320C6678 DSP平台上实现LDPC码的编解码算法，探索高效的实现方案。

5、LDPC码在浅海OFDM水声通信系统中的性能评估：通过Monte Carlo仿真分析LDPC码在不同信噪比、不同码率和不同信道情况下在浅海OFDM水声通信系统中的性能，同时比较LDPC码和其他错误控制码的性能差异。

本课题的研究目标是基于LDPC码的浅海OFDM水声通信系统，能够提高浅海水声通信的传输可靠性和带宽利用率，为实际应用提供技术支持和技术保障。

三、研究方法和步骤本课题的研究方法主要包括理论分析、仿真分析和实验实现。

级联LDPC码的STBC-OFDM系统摘要：本文介绍了一种基于级联LDPC码的STBC-OFDM系统。

该系统采用了相位调制和差分调制相结合的调制方式以提高传输效率。

同时，通过采用级联LDPC码作为信道编码，可以有效地改善信道信噪比性能，减小误码率。

实验结果表明，该系统具有较高的抗干扰能力和传输性能，适用于高速移动环境下的通信系统。

关键词：级联LDPC码，STBC-OFDM，相位调制，差分调制，抗干扰能力正文：一、介绍随着无线通信技术的不断发展，STBC-OFDM系统已经成为广泛应用于高速移动环境下的通信系统。

然而，随着用户数量和传输速率的逐渐增加，信道编码的抗干扰能力和传输性能也变得越来越重要。

本文提出了一种基于级联LDPC码的STBC-OFDM系统，以提高传输效率和减小误码率。

该系统采用了相位调制和差分调制相结合的调制方式，可以提高传输效率并减小功耗。

二、系统设计该系统采用16QAM相位调制和8PSK差分调制相结合的调制方式，可以实现高速数据传输和高效能够。

同时，采用级联LDPC码作为信道编码，可以在不增加信道复杂性的前提下显著提高编码效率和抗干扰能力。

具体实现如下：1. 编码器设计该系统采用级联LDPC码作为信道编码，采用矩阵乘法并加上非线性比较器的方式进行译码。

通过计算和比较接收信号与传输信号的差异，可以识别和校正信道中的错误。

2. 调制器设计该系统采用相位调制和差分调制相结合的调制方式，并进行符号映射，以实现高速数据传输和高效能够。

同时，采用不同的调制符号，可以减小信道失真和干扰。

3. 解码器设计该系统采用级联LDPC码作为信道编码，采用Viterbi算法进行解码。

通过计算和比较接收信号与传输信号的差异，可以识别和校正信道中的错误，并降低误码率。

三、实验结果为了评估该系统的抗干扰能力和传输性能，我们进行了一系列的实验，结果如下：1. 抗干扰能力测试我们对该系统进行了各种干扰信号的测试，包括高斯白噪声、多径衰落等信道干扰。