多元LDPC码及其在无线通信中的应用/无线通信前沿技术丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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史治平 著

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• 通信系统
• 纠错码
• 无线网络
• 信道编码
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• 通信工程

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118076967

商品编码：29719447695

包装：平装

出版时间：2012-01-01

基本信息

书名:多元LDPC码及其在无线通信中的应用/无线通信前沿技术丛书

：38.00元

售价：25.8元,便宜12.2元,折扣67

作者:史治平

出版社：国防工业出版社

出版日期：2012-01-01

ISBN：9787118076967

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.300kg

编辑推荐

史治平编著的《多元LDPC码及其在无线通信中的应用》是国内**本专门介绍多元LDPC码的书籍，理论与实际应用相结合，力求包含该领域的**研究成果。主要内容包括多元LDPC码的基础知识；多元LDPC码的基本原理和基本方法；多元LDPC码的**进展及其在无线通信中的应用。本书是无线通信与编码技术以及相关领域技术人员的重要参考资料，也可作为高等院校通信类、电子类、计算机类专业高年级本科生或研究生的参考教材。

内容提要

史治平编著的《多元LDPC码及其在无线通信中的应用》主要介绍了多元低密度奇偶校验码（NBLDPC码）的基本编译码原理及其在无线通信中的应用。二元LDPC码具有接近香农容量限的性能，是目前编码界与通信领域关注的重点码字之一。与二元LDPC码相比，多元LDPC码具有更强的纠错能力和抗突发错误能力，适合于高速传输系统，是未来宽带无线通信技术的重要候选码字之一。本书共9章。、2章是基础知识部分；第3～6章是多元LDPC码的编译码原理及其优化设计，包括多元LDPC码的基本原理、多元LDPC码的构造、多元LDPC码的低复杂度译码方法以及基于密度进化、高斯逼近和EXIT图的分析优化方法；第7～9章是多元LDPC码在无线通信中的应用，包括多元LD-PC码的速率兼容、多元LDPC码的CPM调制、多元LDPC码的高阶调制、多元 LDPC码的信号空间分集SSD技术及多元LDPC码的MIMO系统。《多元LDPC码及其在无线通信中的应用》既有基础知识的介绍，又有基本原理和具体实现方法的描述，特别是在后给出了多元LDPC码在无线通信中的主要应用。因此，本书可以作为通信专业高年级本科生、研究生学习纠错编码技术的参考书，也可以供无线通信、移动通信与纠错编码领域的科技工作者参考。

目录

章 信道编码与香农限 1.1 信道编码定理 1.1.1 信道容量 1.1.2 信噪比 1.1.3 香农限 1.1.4 差错率 1.1.5 香农限、差错率与信道编码 1.1.6 信道编码定理 1.2 信道编码的发展现状 1.3 ldpc码的研究现状 1.3.1 ldpc码简介 1.3.2 ldpc码的构造 1.3.3 ldpc码的译码 1.3.4 ldpc码的性能分析 1.3.5 ldpc码应用及其发展前景第2章 基础知识 2.1 线性分组码 2.1.1 线性分组码的基本概念 2.1.2 生成矩阵与校验矩阵 2.1.3 系统码 2.2 有限域 2.2.1 有限域基本理论概况 2.2.2 有限域zd与z与f（x） 2.2.3 本原元 2.2.4 特征 2.2.5 有限域的子域与扩域 2.3 二元ldpc码 2.3.1 二元ldpc码的基本概念 2.3.2 tanner图 2.3.3 校验矩阵的构造方法及其编码 2.3.4 二元ldpc码的译码第3章 多元ldpc码的基本原理 3.1 多元ldpc码的表示形式 3.2 多元ldpc码的编码方法 3.2.1 高斯消元编码方法 3.2.2 系统形式的编码方法 3.2.3 三角分解编码算法 3.3 多元ldpc码的典型译码算法 3.3.1 多元ldpc码的bp译码算法 3.3.2 多元ldpc码log-bp译码算法 3.4 本章小结第4章 多元ldpc码的构造 4.1 多元ldpc码的随机构造 4.1.1 基于大信息熵的构造 4.1.2 ldpc码的peg构造 4.2 多元ldpc码的结构化构造 4.2.1 多元eg-ldpc码 4.2.2 矩阵弥散多元qc—idpc码代数构造 4.3 多元ra码 4.3.1 多元ra码的基本结构 4.3.2 交织器设计 4.3.3 加权器 4.3.4 加权累加器 4.4 本章小结第5章 多元ldpc码的快速译码方法 5.1 高阶调制多元ldpc码的bp译码 5.2 fff-bp快速译码 5.3 max-log-bp译码算法 5.4 扩展小和（ems）译码 5.4.1 二元ldpc码的ms算法 5.4.2 多元ldpc码的小和算法 5.4.3 多元ldpc码的扩展小和算法 5.5 本章小结第6章 多元ldpc码优化设计与性能分析 6.1 bec信道下的密度进化 6.1.1 egl（λ，p，m）的密度进化 6.1.2 egf（λ，p，m）的密度进化 6.2 高斯逼近 6.2.1 密度进化的高斯逼近 6.2.2 φa-1（m）估计 6.3 exit分析 6.3.1 规则ldpc码的exit图 6.3.2 非规则ldpc码的exit图 6.4 本章小结第7章 多元ldpc码的速率兼容与高阶调制设计 7.1 多元ldpc码的速率兼容设计 7.2 多元ldpc码的cpm调制 7.2.1 cpm的基本原理 7.2.2 cpm的工作过程 7.2.3 多元ldpc码的cpm系统 7.3 多元ldpc码的高阶调制技术 7.3.1 基于计算机仿真的编码调制的联合优化 7.3.2 基于线性规划的编码调制的联合优化 7.4 本章小结第8章 多元ldpc码的ssd系统 8.1 ssd的基本原理 8.2 旋转矩阵的设计 8.2.1 大化小乘积距离 8.2.2 小错误概率获取优矩阵法 8.2.3 随机生成旋转矩阵c 8.3 多元ldpc编码的ssd系统 8.4 基于编码思想的ssd与多元ldpc码的联合设计 8.5 本章小结第9章 多元ldpc码的mimo系统 9.1 mimo信道 9.1.1 mimo系统模型 9.1.2 空间相关的频选信道（scl3） 9.2 mimo的检测算法 9.2.1 常见的检测算法 9.2.2 频选信道下的迭代均衡技术 9.3 多元ra码与mimo的联合检测 9.3.1 编码与调制之间映射 9.3.2 多元ra码与mimo的联合检测系统 9.3.3 性能仿真 9.4 基于exit图的多元ldpc编码的mimo系统 9.4.1 联合检测和信道译码的迭代系统 9.4.2 基于exit图的多元ldpc码的设计 9.4.3 性能仿真 9.5 本章小结参考文献

作者介绍

文摘

序言

《信息论基础与编码理论导论》 书籍简介 本书旨在为读者构建扎实的信息论与编码理论基础，深入剖析信息传输的理论极限，以及如何通过高效的编码技术来逼近这些极限。全书分为三大部分，内容涵盖了信息度量、信道容量、纠错码的原理与构造，以及这些理论在现代通信系统设计中的关键作用。 第一部分：信息论基础 本部分将从信息论的哲学根基出发，引出信息度量这一核心概念。我们将探讨“信息”的本质，并非指信息的含义，而是指消除不确定性的程度。 信息熵（Entropy）：我们将详细介绍香农熵的定义，它量化了随机变量的不确定性或平均信息量。通过直观的例子，如硬币抛掷、字母统计等，阐释熵的计算方法及其物理意义。例如，一个等概率的二元信源（如理想的抛硬币）比一个不均匀的信源具有更高的熵，因为它带来了更多的不确定性，也即更多的新信息。我们将探讨不同概率分布下熵的特性，如最大熵原理，以及它在建模和推理中的应用。 联合熵与条件熵（Joint Entropy and Conditional Entropy）：在此基础上，我们将引入联合熵，用于衡量两个或多个随机变量共同存在的不确定性。在此基础上，我们将进一步探讨条件熵，它衡量在已知一个随机变量的情况下，另一个随机变量仍然存在的不确定性。这揭示了变量之间的依赖关系。例如，已知一个英文单词的开头，这个单词后面字母的不确定性（条件熵）就远小于不知道开头时的不确定性（熵）。 互信息（Mutual Information）：互信息是连接信息论与通信的关键桥梁。它量化了两个随机变量之间共享的信息量，即一个随机变量的取值能够为另一个随机变量提供多少信息。我们将深入分析互信息的性质，如对称性、非负性、以及它与熵的关系。互信息是衡量信道传输能力的理论上限。 信道容量（Channel Capacity）：信道容量是信息论中最具革命性的概念之一。我们将详细阐述香农信道编码定理，该定理指出，任何信道的容量都是一个明确的值，只要信息传输速率低于该容量，就存在某种编码方案，使得错误率可以任意小地趋近于零。本书将深入分析不同类型信道的容量，如离散无记忆信道（DMC）、高斯白噪声信道（AWGN）等。我们将讨论如何通过优化输入分布来达到信道容量，以及这些理论对于理解无线通信、存储介质等领域的限制至关重要。例如，在一个嘈杂的电话线上，即使信号被噪声干扰，只要说话的速率（信息速率）低于信道的容量，我们仍然能够保证足够准确的通话质量。 第二部分：编码理论原理 本部分将聚焦于如何构造有效的编码方案，以实现信息论所揭示的传输限界。我们将从纠错码的基本思想出发，介绍不同类型的纠错码及其数学原理。 纠错码基础：我们将解释纠错码的核心目标——在信息中引入冗余，从而在接收端检测和纠正传输过程中可能发生的错误。我们将讨论码率（Code Rate）的概念，它衡量了原始信息在编码后所占的比例，码率越高，冗余越少，传输效率越高，但纠错能力也可能随之下降。 线性分组码（Linear Block Codes）：线性分组码是一类结构清晰、易于分析和实现的编码。我们将详细介绍其代数结构，如生成矩阵（Generator Matrix）和校验矩阵（Parity-Check Matrix）。我们将深入探讨汉明码（Hamming Codes）等经典线性分组码的设计原理，分析它们的纠错能力和性能。例如，通过巧妙地设计校验位，汉明码能够检测并纠正一位错误，并且对于多位错误也有一定的检测能力。 循环码（Cyclic Codes）：循环码是线性分组码的一个重要子类，具有特殊的代数结构，使得编解码过程可以高效实现。我们将介绍其多项式表示，以及 BCH码（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）和里德-所罗门码（Reed-Solomon Codes）等著名的循环码族。这些码在CD/DVD、卫星通信、条形码等领域得到了广泛应用，因为它们能够有效地纠正突发错误。 卷积码（Convolutional Codes）：与分组码不同，卷积码是对连续的数据流进行编码，其编码过程依赖于当前输入比特以及之前若干个输入比特的状态。我们将介绍卷积码的编码器结构（如移位寄存器和生成多项式），以及常用的解码算法，如维特比算法（Viterbi Algorithm）。卷积码在早期的移动通信和卫星通信中发挥了重要作用，其结构相对简单，且在较低码率下能提供较好的纠错性能。 纠错码的性能评估：我们将讨论如何评估纠错码的性能，主要通过汉明距离（Hamming Distance）来衡量码字之间的区分度，以及最小汉明距离决定了码的最大纠错能力。此外，我们将介绍误块率（Word Error Rate, WER）和误比特率（Bit Error Rate, BER）等性能指标，并分析不同编码方案在不同信道条件下的性能表现。 第三部分：编码理论在通信系统中的应用 本部分将把理论与实践相结合，探讨纠错码在现代通信系统中的具体应用场景和重要性。 纠错码在数字通信系统中的作用：我们将分析纠错码如何作为通信链路的重要组成部分，用于提高数据传输的可靠性。在有线通信（如DSL、以太网）、无线通信（如Wi-Fi、蜂窝网络）、卫星通信、光纤通信等领域，纠错码都是不可或缺的。我们将讨论在这些系统中，如何根据信道特性、传输速率要求和硬件实现复杂度来选择合适的编码方案。 编码与调制（Coding and Modulation）：我们将探讨编码与调制如何协同工作，以最大化通信系统的整体性能。例如，更强的编码可以允许使用更“激进”的调制方案（如更高阶的QAM），从而在相同带宽下传输更多数据。反之，高效的编码可以补偿调制引入的额外错误。我们将介绍联合设计编码和调制方案的策略，以期更接近香农极限。 信道估计与均衡：虽然本书不直接深入研究信道估计和均衡的细节，但我们会解释这些技术为何与编码相结合显得尤为重要。准确的信道估计可以帮助接收端更好地理解信号受到的影响，从而更有效地进行解码。在复杂的无线信道环境下，如多径衰落、多普勒频移等，均衡技术可以补偿信号失真，为纠错码提供一个更“干净”的输入。 现代通信系统的编码技术概览：我们将简要介绍一些在现代通信系统中占据主导地位的先进编码技术，如Turbo码和LDPC码（尽管本书不深入讨论LDPC码的细节，但会提及它们作为下一代通信标准（如5G）关键技术的地位）。这些现代编码器以其接近香农极限的优异性能，极大地推动了通信系统的发展。 本书的写作风格力求严谨而清晰，数学推导过程详细，同时辅以大量的图示和实例，帮助读者理解抽象的概念。我们希望通过本书，读者能够深刻理解信息传输的内在规律，掌握设计高效编码方案的工具，并为进一步研究更前沿的通信技术打下坚实的基础。本书适合计算机科学、电子工程、通信工程等专业的学生、研究人员以及对信息论和编码理论感兴趣的从业人员阅读。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本书时，我最直观的感受是其对“无线通信前沿技术丛书”这一定位的精准把握。它并没有将LDPC码作为一个孤立的技术点来讨论，而是巧妙地将其置于整个高速、高可靠性无线信道编码的大背景下进行考察。书中对信道模型和噪声特性的分析，为理解LDPC码在复杂环境下（如瑞利衰落信道、多径效应）的表现打下了坚实的基础。我欣赏作者在叙述中保持的那种严谨的学术态度，同时又不失工程实践的洞察力。例如，对于译码器复杂度和延迟的讨论，这在追求实时性的无线应用中是至关重要的考量。这本书似乎在告诉读者，选择LDPC码不仅仅是选择一个编码率和码长，更是一系列关于硬件实现、功耗预算和性能极限的综合决策过程。它促使我重新审视了传统Turbo码与LDPC码在不同应用场景下的优劣势对比，受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本书在构建知识体系的层次感方面做得非常出色，它仿佛是一部从入门到精通的阶梯。起初，对LDPC码基本概念的介绍清晰明了，即便是对编码理论不太熟悉的读者也能快速跟上节奏。但随着章节深入，它开始探讨一些更具挑战性的议题，比如稀疏校验矩阵的设计哲学，以及如何利用特定图结构来优化译码器的并行处理能力。我个人对其中关于LDPC码在非标准信道（比如非高斯噪声环境）下的鲁棒性研究部分印象深刻。这种对边界条件的探索，显示了作者超越教科书式描述的深度思考。它不是简单地告诉你“LDPC码很好”，而是教你“在什么条件下，以什么方式构造和译码LDPC码，才能发挥其最大潜力”。这本书的阅读体验是一种持续被挑战和拓宽认知的过程，非常适合希望在编码理论领域深耕的研究生或工程师。

评分☆☆☆☆☆

这本专注于LDPC码的书籍，它深入浅出地剖析了这些编码技术在现代无线通信系统中的应用。从理论基础到实际部署，作者似乎为我们构建了一个详尽的知识框架。我尤其欣赏其中对不同LDPC变体（如准循环LDPC、低密度奇偶校验码的结构化构造）的细致讲解，这对于理解其在实际通信场景下的性能权衡至关重要。书中对迭代译码算法的阐述也相当到位，读者可以清晰地追踪到从消息传递（BP）到最小和译码（Min-Sum）等核心译码流程的演变和优化方向。我感觉，如果想在误码率和吞吐量之间寻求最佳平衡点，这本书提供的工具箱是极其有用的。它不仅仅停留在理论层面，还通过大量的案例分析，展示了LDPC码如何成功应用于5G NR等前沿标准，这种理论与实践的结合，使得本书的实用价值倍增。对于从事通信系统设计和优化的人员来说，这是一本不可多得的参考手册。

评分☆☆☆☆☆

对于关注实际系统部署的读者来说，这本书提供的视角非常务实。它没有沉溺于纯粹的数学推导，而是花了相当篇幅来讨论LDPC码在具体通信协议栈中的集成问题。我特别关注了书中关于LDPC码与调制方案（如QAM、PSK）联合设计的部分，以及它如何影响整体的系统吞吐量和频谱效率。书中对LDPC码在不同编码率下的性能曲线对比和分析，非常直观且具有指导意义。它似乎在暗示，在实际工程中，我们常常需要在编码增益和编码复杂度之间做出妥协。此外，对LDPC译码器的硬件实现架构的讨论，尽管可能是概括性的，但为理解ASIC或FPGA设计中的并行化和流水线技术提供了重要的概念参考。总而言之，这是一本将理论研究成果有效地转化为工程指导思想的书籍。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书的广度和深度令人敬佩。它不仅仅覆盖了LDPC码的核心理论，更进一步探讨了如何将这些技术扩展到更复杂的通信场景，比如多用户MIMO系统中的联合编码或者在太空中对极低误码率要求的特殊应用。书中对LDPC码的改进和变种的探讨，如速率匹配和后处理技术的介绍，展示了该领域持续的创新活力。读完这本书，我深刻体会到LDPC码之所以能成为下一代通信系统的核心组成部分，并非偶然，而是其内在结构优势和持续优化努力的必然结果。它为读者提供了一个观察未来通信技术发展趋势的窗口，让我们看到了在Shannon极限附近逼近的无线世界是多么的精妙和复杂。这本书是理解现代信道编码技术演进路径的优秀指南。