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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• 通信工程
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• 前沿技术

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118076967

商品编码：29707430758

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

定价：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

新一代无线通信基石：编码理论与信号处理的深度探索 本书聚焦于现代通信系统核心的编码理论与信号处理技术，深入剖析其在构建高效、可靠无线通信网络中的关键作用。本书并非局限于某一特定类型的编码，而是从信息论的基础出发，逐步展开至各类先进编码体制的设计原理、性能分析及其在不同无线通信场景下的优化应用。 第一部分：信息论基础与编码理论的基石 本部分将为读者奠定坚实的理论基础，从信息论的开创性理论讲起。我们将详细阐述香农的信源编码定理和信道编码定理，揭示信息传输的理论极限，以及区分信号的本质内容与传输过程中的噪声干扰。在此基础上，我们将深入探讨信源编码的各种技术，包括熵编码（如霍夫曼编码、算术编码）和预测编码，分析它们如何有效地压缩数据冗余，为后续的信道编码做好准备。 接着，我们将重点介绍信道编码的基本概念和分类。读者将了解到纠错编码的核心思想——在信息中引入冗余，从而实现对传输过程中引入的错误进行检测和纠正。我们将详细介绍两大类经典纠错码：块码和卷积码。对于块码，将深入讲解线性分组码，包括其生成矩阵、校验矩阵、译码原理（如最小距离译码、代数译码）以及汉明码、BCH码、里德-所罗门码等经典码的具体构造和应用。对于卷积码，我们将阐述其编码器的结构、状态图、编码速率、约束长度等关键参数，并详细介绍维特比译码算法，分析其在接收端进行最优译码的原理和效率。 此外，本部分还将探讨纠错码的性能评估指标，如误码率（BER）、帧错误率（FER），以及如何通过仿真和理论分析来预测和比较不同编码方案的性能。我们将引入最小距离的概念，解释它是衡量纠错能力的关键因素，并探讨如何设计具有优良最小距离的码。 第二部分：高效编码新纪元：现代编码理论的突破 随着对通信性能要求的不断提升，传统的编码方案逐渐暴露出其局限性。本部分将着眼于现代编码理论的重大突破，特别是那些能够更接近香农极限的编码技术。 我们将详细介绍低密度奇偶校验码（LDPC码）的革命性设计思想。LDPC码因其优异的性能和相对较低的译码复杂度，已成为现代通信系统（如Wi-Fi、5G、卫星通信）的关键编码技术。我们将从LDPC码的稀疏校验矩阵入手，深入分析其编码器和译码器的构造。重点将放在信念传播（Belief Propagation，BP）译码算法及其各种变体，如广义信念传播（Generalized Belief Propagation，GBP）和最小和（Min-Sum）译码算法，阐述它们如何通过迭代过程不断地降低错误概率。 本书将系统性地探讨LDPC码的设计方法，包括规约（Girth）、度分布（Degree Distribution）、连接模式（Connection Pattern）等关键参数对LDPC码性能的影响。我们将分析不同LDPC码构造方法（如随机构造、代数构造、多项式构造）的优缺点，并探讨如何根据具体应用场景选择或设计最优的LDPC码结构。 除了LDPC码，我们还将介绍另一类重要的现代编码技术：Turbo码。我们将解析Turbo码的并行串行（Parallel Concatenation）结构，以及交织器（Interleaver）在Turbo码性能提升中的作用。我们将详细介绍Turbo码的迭代译码原理，包括软输入软输出（SISO）的对数似然比（LLR）传递机制，并分析其接近香农极限的卓越性能。 本部分还将对LDPC码和Turbo码的性能进行比较分析，讨论它们各自的优势和劣势，以及它们在不同通信环境下的适用性。我们将探讨在实际系统中，如何对这些先进编码方案进行硬件实现和性能优化。 第三部分：无线通信场景下的编码技术应用与优化 本部分将把理论知识与实际应用紧密结合，深入探讨先进编码技术在各种典型的无线通信场景下的具体应用和优化策略。 3.1. 移动通信系统中的编码应用 我们将详细分析LDPC码和Turbo码（及其变体）在3GPP LTE、5G NR等移动通信标准中的应用。读者将了解到这些标准是如何选择和优化编码方案来满足高速率、低时延、高可靠性等严苛要求的。我们将重点分析其在上行链路和下行链路的编码架构，以及如何针对不同业务场景（如数据业务、语音业务）和不同信道条件（如 शहरी、乡村、高速移动）进行编码参数的自适应调整。 3.2. 无线局域网（WLAN）与Wi-Fi标准中的编码 我们将探讨LDPC码在Wi-Fi 6 (802.11ax) 及更高版本中的引入及其带来的性能提升。我们将分析LDPC码如何与OFDM（正交频分复用）等调制技术相结合，提高传输效率和频谱利用率，特别是在高密度、高干扰的无线环境中。 3.3. 卫星通信与深空探测中的编码 卫星通信和深空探测面临着信道衰落严重、带宽受限、传输距离遥远等挑战。我们将探讨LDPC码、Turbo码以及前向纠错（FEC）编码在这些领域中的关键作用。例如，我们将介绍Reed-Solomon码与LDPC码或Turbo码的级联编码方案，以及它们如何共同应对恶劣的信道条件，确保远距离通信的可靠性。 3.4. 物联网（IoT）与低功耗通信中的编码 对于物联网设备，低功耗和高可靠性是至关重要的。我们将探讨如何针对低功耗广域网（LPWAN）等应用，设计或选择具有较低译码复杂度的编码方案，以平衡通信性能与能耗。这可能包括对LDPC码的简化设计或采用其他适用于低功耗场景的编码技术。 3.5. 编码与调制协同设计 本部分还将深入探讨编码与调制协同设计（Coded Modulation）的重要性。我们将介绍比特交织卷积编码（BICM）等概念，以及如何通过精心的比特映射和交织，最大化编码增益。我们将分析不同调制方案（如QPSK、16QAM、64QAM）与先进编码方案（如LDPC、Turbo）的兼容性，以及如何进行联合优化以达到最优的系统性能。 3.6. 译码算法的硬件实现与复杂度分析 最后，我们将关注实际系统中的译码器实现。我们将分析BP、Min-Sum等译码算法的计算复杂度，并探讨如何设计高效的硬件架构来实现这些算法，以满足实时通信的需求。我们将讨论并行处理、流水线技术、存储器优化等在译码器设计中的应用，并对不同译码算法的硬件实现成本和性能进行权衡。 本书的特点 理论与实践并重：本书不仅深入讲解了编码理论的数学原理，更侧重于分析这些技术在实际无线通信系统中的应用，帮助读者理解理论如何转化为实际的工程解决方案。 前沿技术聚焦：本书重点介绍了LDPC码和Turbo码等新一代编码技术，这些技术是当前和未来无线通信发展的关键驱动力。 系统化知识体系：从信息论基础到具体应用场景，本书构建了一个系统性的编码理论知识体系，适合不同层次的读者。 深入的技术剖析：对于关键的编码方案和译码算法，本书进行了深入的剖析，揭示其设计思路和性能来源。 通过本书的学习，读者将能够深刻理解先进编码理论在现代无线通信系统中扮演的核心角色，掌握各类编码技术的原理、设计方法和应用策略，为参与未来无线通信技术的研发和创新打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量值得称赞，页边距适中，公式对齐清晰，即便是复杂的图形和表格，也丝毫没有出现模糊不清的情况，这对于需要反复对照公式的读者来说，是极大的便利。从内容上讲，作者对于LDPC码的迭代性和并行化处理的论述尤其精彩。他详细介绍了如何将原本串行的译码过程转化为高度并行的计算任务，这直接关联到了当前主流硬件加速平台（如GPU或FPGA）的设计思路。我从中获取了许多关于硬件架构优化的灵感，尤其是在低延迟场景下，如何通过对校验矩阵的特定排列组合来最小化数据依赖性，从而实现更快的收敛速度。这本书的价值在于它成功地搭建了一座从理论的象牙塔到实际应用的桥梁，它没有回避复杂性，而是以一种坦诚和深入的态度，邀请读者共同探索这个迷人且关键的技术领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节编排呈现出一种非常科学的“螺旋上升”结构。它并非简单地堆砌知识点，而是让读者在每一章节结束时，都能对前序知识有一个更深层次的理解和应用上的提升。例如，在讨论了基础的最小和译码（Min-Sum Decoding）之后，紧接着就引入了补偿（Offset）和削减（Saturation）等改进策略，这种紧凑的递进关系，让学习曲线变得非常平滑而高效。我特别欣赏作者在探讨LDPC码在特定编码标准（如5G NR或Wi-Fi 6）中的实际应用案例时所展现的严谨性。他不仅仅是描述了参数设置，更深入分析了这些参数是如何权衡系统吞吐量、延迟和可靠性这三大核心指标的。这种宏观视野与微观细节的完美结合，使得这本书不仅适合正在从事相关研究的学生，也对需要进行系统级选型和优化的电信工程师具有极高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

我曾经尝试阅读一些关于现代纠错码的资料，但常常因为理论的深奥而半途而废，这本书却成功地“驯服”了那些复杂的数学概念。作者似乎深谙读者的困惑点，总能在关键的数学推导之后，立即跟进一个清晰的工程解释或者一个直观的图示说明。举例来说，当讨论到LDPC码的校验矩阵构造时，书中用到的矩阵表示法虽然精确，但作者随后马上用流图（Factor Graph）的形式将其可视化，这瞬间打通了我的认知壁垒。此外，这本书的参考文献的质量极高，每一章末尾的引用都指向了该领域的经典和前沿文献，这极大地帮助我拓宽了研究的视野。我感觉这本书不仅仅是知识的传递，更像是在培养读者的“研究嗅觉”，引导我们去关注那些尚未被完全解决的开放性问题。读完后，我立刻迫不及待地去查阅了书中提及的几个尚未完全成熟的译码加速技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读过程，对我来说更像是一场对现代通信系统底层逻辑的深度探索之旅。它没有停留在对LDPC码本身性能的简单展示上，而是巧妙地将其置于整个无线通信链路的宏大背景之下进行考察。我发现，作者在探讨具体码结构设计时，非常注重与实际应用场景的结合，比如在高速移动通信和卫星通信中，不同的噪声模型和时延限制对LDPC码的结构优化提出了怎样的独特要求。书中对“稀疏性”这一关键特性的深入剖析，让我对如何平衡编码增益和译码复杂度有了全新的认识。更让我印象深刻的是，作者对几种主流的LDPC码构造方法，如PEG算法、循环移位矩阵法等，进行了细致的对比分析，这种对比不仅仅是性能上的比较，更包含了对实现复杂度和硬件资源消耗的权衡。这种务实至上的态度，使得这本书的价值远超纯理论研究，它为工程人员提供了一份可操作、可借鉴的优化蓝图。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计得非常精美，封面采用了一种深邃的蓝色调，配以简洁而现代的字体排版，立刻就给人一种专业、前沿的感觉。初次翻阅时，我被它严谨的学术风格和清晰的逻辑结构所吸引。作者在开篇部分，花费了大量的篇幅来铺陈背景知识，这对于像我这样并非科班出身，但在信息论和编码理论领域有一定兴趣的读者来说，是极大的福音。他没有直接陷入复杂的数学公式推导，而是通过生动的类比和历史演进的脉络，循序渐进地介绍了LDPC码的核心思想和它在纠错能力上的突破性意义。特别是关于信道模型和错误概率的讨论，作者的处理方式非常细腻，使得原本枯燥的理论部分变得易于理解和消化。我特别欣赏作者在介绍LDPC码的译码算法时所展现的深度和广度，各种迭代译码方法的优缺点被剖析得淋漓尽致，这为后续的工程实践打下了坚实的基础。整本书的阅读体验是流畅且富有启发性的，它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师在娓娓道来一个伟大理论的诞生与发展。