高新技术专著系列：LDPC码基础与应用
第1章 通信和信息论初步
1.1 数字通信系统
1.1.1 通信和通信系统
1.1.2 信道编码
1.2 消息、信号与信息
1.2.1 消息、信号与信息的定义
1.2.2 信息的度量
1.3 有扰离散信道的容量
1.3.1 有扰离散信道的描述
1.3.2 有扰离散信道的信息传输速率和信道容量
1.3.3 译码准则
1.4 香农第二编码定理
1.4.1 减小平均错误译码概率最小值PEmin的方法
1.4.2 香农第二定理(信道编码定理)
1.4.3 信道编码定理的应用
1.5 连续信道的香农容量公式
1.5.1 连续消息的信息度量
1.5.2 连续信道的香农容量公式
1.5.3 香农容量公式的指导意义
参考文献
第2章 分组码和卷积码基础
2.1 分组纠错编码的基本概念
2.1.1 概述
2.1.2 常用的差错控制方式
2.1.3 差错控制码的分类
2.1.4 码重、码距及检错、纠错能力
2.1.5 最小汉明距离译码
2.2 线性分组码
2.2.1 线性分组码的生成矩阵和校验矩阵
2.2.2 线性分组码的译码
2.2.3 汉明码
2.3 循环码
2.3.1 循环码的定义和性质
2.3.2 系统循环码的编码
2.3.3 系统循环码编码的电路实现
2.3.4 循环码的译码及电路实现
2.3.5 循环冗余校验码
2.4 有限域
2.4.1 剩余类
2.4.2 有限域的定义
2.4.3 扩展域GF(2m)中非零元素的多项式表示和加法
2.4.4 有限域的本原多项式
2.4.5 扩展域GF(23)
2.4.6 本原多项式的简单判定
2.5 BCH码
2.5.1 本原BCH码
2.5.2 非本原BCH码
2.5.3 BCH码的译码
2.6 RS码(Reed-Solomon码)
2.7 卷积码
2.7.1 卷积码的编码构成和描述
2.7.2 卷积码的译码
2.8 若干先进编码技术
2.8.1 软判决和软输出
2.8.2 串行级联码
2.8.3 突发错误和交织技术
2.8.4 迭代译码技术
2.9 Turbo码
2.9.1 Turbo码基本概念
2.9.2 Turbo码的迭代译码
2.9.3 Turbo码性能
参考文献
第3章 LDPC码概论
3.1 LDPC码发展简史
3.2 LDPC码的分类
3.2.1 LDPC规则码和LDPC不规则码
3.2.2 高阶域GF(q)上的LDPC规则码
3.2.3 LDPC卷积码和广义LDPC码
3.3 LDPC码的性能特点
3.4 LDPC码应用举例
3.5 LDPC码的研究进展
参考文献
第4章 LDPC规则码
4.1 LDPC规则码随机构造法
4.1.1 构造规则码校验矩阵的一般要求
4.1.2 用对角线法构造规则码校验矩阵
4.1.3 构造稀疏校验矩阵的图例
4.2 Gallager概率译码和BP迭代译码算法
4.2.1 Gallager概率译码算法
4.2.2 BP算法
4.3 用对数似然比表示的BP算法
4.4 最小和译码算法
4.4.1 标准的最小和译码算法
4.4.2 改进的最小和译码算法
4.5 因式图和迭代译码算法
4.5.1 边缘函数、因式图以及和_积算法
4.5.2 借助因式图构建系统模型
4.6 编码算法(高斯消去法求逆矩阵)
4.6.1 全下三角形式的编码算法
4.6.2 矩阵的编码算法
4.7 线性化校验矩阵构造法
参考文献
第5章 LDPC不规则码
5.1 LDPC不规则码的直觉和度分布
5.1.1 LDPC不规则码的直觉
5.1.2 节点的度分布
5.2 密度进化算法和迭代收敛性
5.2.1 连续密度进化
5.2.2 高斯近似
5.3 逼近Shannon容量的不规则LDPC码的设计
5.3.1 概述
5.3.2 逼近容量的度分布对
5.4 最逼近Shannon容量的不规则码
5.4.1 离散的密度进化
5.4.2 优化
参考文献
第6章 有限域(2q)上的QC-LDPC码
6.1 基于有限域乘群构造QC-LDPC码
6.1.1 概述
6.1.2 LDPC码的要点
6.1.3 有限域乘群的位置矢量表示
6.1.4 基于有限域乘群的QC-LDPC码的一般构造
6.1.5 基于有限域乘群构造QC-LDPC码校验矩阵H(1)的特殊方法
6.1.6 基于有限域乘群和RS码构造QC-LDPC码校验矩阵H(2)
6.2 基于有限域加群的QC-LDPC码的构造
6.3 QC-LDPC码的修饰技术
6.3.1 规则QC-LDPC码的修饰
6.3.2 不规则QC-LDPC码的修饰
6.4 QC-LDPC码用于二进删除/突发信道
6.4.1 QC-LDPC码用于二进删除信道
6.4.2 QC-LDPC码用于突发删除信道
6.4.3 一类渐近最佳纠正删除突发的QC-LDPC码
参考文献
第7章 LDPC卷积码和广义LDPC码
7.1 LDPC卷积码的定义和校验矩阵构造
7.1.1 概述
7.1.2 一类LDPC卷积码的定义
7.2 LDPC卷积码的距离界限
7.3 利用LDPCC码的多电平编码调制
7.3.1 所用的LDPC卷积码(LDPCC码)
7.3.2 迭代译码的多电平编码
7.3.3 以单码的多电平映射
7.3.4 仿真结果
7.4 广义LDPC码定义和校验矩阵的构造
7.4.1 概述
7.4.2 GLDPC码的构造和译码
7.4.3 仿真结果
参考文献
第8章 LDPC码的应用
8.1 编译码软件仿真和硬件描述仿真
8.1.1 概述
8.1.2 随机数和随机分布的模拟产生
8.1.3 编译码仿真举例
8.1.4 硬件描述仿真
8.2 LDPC译码器的典型硬件实现
8.2.1 LDPC译码器典型结构和配置
8.2.2 连接网络
8.2.3 变量节点处理器和校验节点处理器
8.3 LDPC码在无线局域网中的应用
8.3.1 概述
8.3.2 LDPC码的译码
8.3.3 硬件结构
8.3.4 结果讨论
8.4 开发LDPC码在深空宇航中的应用
8.4.1 设计和构造
8.4.2 实现
8.4.3 性能分析和标准化
8.5 比特串行的最小和译码器以及FPGA实现
8.5.1 引言
8.5.2 简化的校验更新函数
8.5.3 节点结构
8.5.4 FPGA实现
8.6 似循环LDPC码用于磁性记录信道：码设计和VLSI实现
8.6.1 FPGA仿真器
8.6.2 仿真结果和讨论
8.6.3 QC-LDPC译码器(高吞吐率)的设计
8.6.4 ASIC实现和小结
8.7 LDPC编码调制用于超高速光纤传输
8.7.1 引言
8.7.2 编码调制的基本原理
8.7.3 BILDPCCM与相干检测的组合
8.7.4 迭代解映射和译码
8.7.5 LDPC码
8.7.6 性能分析
8.8 Rayleigh衰落信道中规则随机LDPC码的分析
8.8.1 引言
8.8.2 LDPC编译码
8.8.3 信道模型
8.8.4 仿真结果和讨论
8.9 MIMO多址系统中LDPC编码调制的性能分析
8.9.1 引言
8.9.2 LDPC编码调制方案
8.9.3 数值评估和仿真结果
8.10 高速低存储量似循环LDPC码译码器的FPGA实现
8.10.1 引言
8.10.2 LDPC码的图表示
8.10.3 以硬件为目标的码的构造
8.10.4 修正的Turbo译码算法
8.10.5 FPGA译码器结构
8.10.6 仿真结果
8.11 DVB-S2中LDPC码编码器的FPGA实现
8.11.1 引言
8.11.2 DVB-S2中LDPC码的编码规则
8.11.3 DVB-S2中LDPC码的编码器结构
8.11.4 DVB-S2中LDPC码编码器FPGA实现
参考文献
1.1 数字通信系统
1.1.1 通信和通信系统
1.1.2 信道编码
1.2 消息、信号与信息
1.2.1 消息、信号与信息的定义
1.2.2 信息的度量
1.3 有扰离散信道的容量
1.3.1 有扰离散信道的描述
1.3.2 有扰离散信道的信息传输速率和信道容量
1.3.3 译码准则
1.4 香农第二编码定理
1.4.1 减小平均错误译码概率最小值PEmin的方法
1.4.2 香农第二定理(信道编码定理)
1.4.3 信道编码定理的应用
1.5 连续信道的香农容量公式
1.5.1 连续消息的信息度量
1.5.2 连续信道的香农容量公式
1.5.3 香农容量公式的指导意义
参考文献
第2章 分组码和卷积码基础
2.1 分组纠错编码的基本概念
2.1.1 概述
2.1.2 常用的差错控制方式
2.1.3 差错控制码的分类
2.1.4 码重、码距及检错、纠错能力
2.1.5 最小汉明距离译码
2.2 线性分组码
2.2.1 线性分组码的生成矩阵和校验矩阵
2.2.2 线性分组码的译码
2.2.3 汉明码
2.3 循环码
2.3.1 循环码的定义和性质
2.3.2 系统循环码的编码
2.3.3 系统循环码编码的电路实现
2.3.4 循环码的译码及电路实现
2.3.5 循环冗余校验码
2.4 有限域
2.4.1 剩余类
2.4.2 有限域的定义
2.4.3 扩展域GF(2m)中非零元素的多项式表示和加法
2.4.4 有限域的本原多项式
2.4.5 扩展域GF(23)
2.4.6 本原多项式的简单判定
2.5 BCH码
2.5.1 本原BCH码
2.5.2 非本原BCH码
2.5.3 BCH码的译码
2.6 RS码(Reed-Solomon码)
2.7 卷积码
2.7.1 卷积码的编码构成和描述
2.7.2 卷积码的译码
2.8 若干先进编码技术
2.8.1 软判决和软输出
2.8.2 串行级联码
2.8.3 突发错误和交织技术
2.8.4 迭代译码技术
2.9 Turbo码
2.9.1 Turbo码基本概念
2.9.2 Turbo码的迭代译码
2.9.3 Turbo码性能
参考文献
第3章 LDPC码概论
3.1 LDPC码发展简史
3.2 LDPC码的分类
3.2.1 LDPC规则码和LDPC不规则码
3.2.2 高阶域GF(q)上的LDPC规则码
3.2.3 LDPC卷积码和广义LDPC码
3.3 LDPC码的性能特点
3.4 LDPC码应用举例
3.5 LDPC码的研究进展
参考文献
第4章 LDPC规则码
4.1 LDPC规则码随机构造法
4.1.1 构造规则码校验矩阵的一般要求
4.1.2 用对角线法构造规则码校验矩阵
4.1.3 构造稀疏校验矩阵的图例
4.2 Gallager概率译码和BP迭代译码算法
4.2.1 Gallager概率译码算法
4.2.2 BP算法
4.3 用对数似然比表示的BP算法
4.4 最小和译码算法
4.4.1 标准的最小和译码算法
4.4.2 改进的最小和译码算法
4.5 因式图和迭代译码算法
4.5.1 边缘函数、因式图以及和_积算法
4.5.2 借助因式图构建系统模型
4.6 编码算法(高斯消去法求逆矩阵)
4.6.1 全下三角形式的编码算法
4.6.2 矩阵的编码算法
4.7 线性化校验矩阵构造法
参考文献
第5章 LDPC不规则码
5.1 LDPC不规则码的直觉和度分布
5.1.1 LDPC不规则码的直觉
5.1.2 节点的度分布
5.2 密度进化算法和迭代收敛性
5.2.1 连续密度进化
5.2.2 高斯近似
5.3 逼近Shannon容量的不规则LDPC码的设计
5.3.1 概述
5.3.2 逼近容量的度分布对
5.4 最逼近Shannon容量的不规则码
5.4.1 离散的密度进化
5.4.2 优化
参考文献
第6章 有限域(2q)上的QC-LDPC码
6.1 基于有限域乘群构造QC-LDPC码
6.1.1 概述
6.1.2 LDPC码的要点
6.1.3 有限域乘群的位置矢量表示
6.1.4 基于有限域乘群的QC-LDPC码的一般构造
6.1.5 基于有限域乘群构造QC-LDPC码校验矩阵H(1)的特殊方法
6.1.6 基于有限域乘群和RS码构造QC-LDPC码校验矩阵H(2)
6.2 基于有限域加群的QC-LDPC码的构造
6.3 QC-LDPC码的修饰技术
6.3.1 规则QC-LDPC码的修饰
6.3.2 不规则QC-LDPC码的修饰
6.4 QC-LDPC码用于二进删除/突发信道
6.4.1 QC-LDPC码用于二进删除信道
6.4.2 QC-LDPC码用于突发删除信道
6.4.3 一类渐近最佳纠正删除突发的QC-LDPC码
参考文献
第7章 LDPC卷积码和广义LDPC码
7.1 LDPC卷积码的定义和校验矩阵构造
7.1.1 概述
7.1.2 一类LDPC卷积码的定义
7.2 LDPC卷积码的距离界限
7.3 利用LDPCC码的多电平编码调制
7.3.1 所用的LDPC卷积码(LDPCC码)
7.3.2 迭代译码的多电平编码
7.3.3 以单码的多电平映射
7.3.4 仿真结果
7.4 广义LDPC码定义和校验矩阵的构造
7.4.1 概述
7.4.2 GLDPC码的构造和译码
7.4.3 仿真结果
参考文献
第8章 LDPC码的应用
8.1 编译码软件仿真和硬件描述仿真
8.1.1 概述
8.1.2 随机数和随机分布的模拟产生
8.1.3 编译码仿真举例
8.1.4 硬件描述仿真
8.2 LDPC译码器的典型硬件实现
8.2.1 LDPC译码器典型结构和配置
8.2.2 连接网络
8.2.3 变量节点处理器和校验节点处理器
8.3 LDPC码在无线局域网中的应用
8.3.1 概述
8.3.2 LDPC码的译码
8.3.3 硬件结构
8.3.4 结果讨论
8.4 开发LDPC码在深空宇航中的应用
8.4.1 设计和构造
8.4.2 实现
8.4.3 性能分析和标准化
8.5 比特串行的最小和译码器以及FPGA实现
8.5.1 引言
8.5.2 简化的校验更新函数
8.5.3 节点结构
8.5.4 FPGA实现
8.6 似循环LDPC码用于磁性记录信道：码设计和VLSI实现
8.6.1 FPGA仿真器
8.6.2 仿真结果和讨论
8.6.3 QC-LDPC译码器(高吞吐率)的设计
8.6.4 ASIC实现和小结
8.7 LDPC编码调制用于超高速光纤传输
8.7.1 引言
8.7.2 编码调制的基本原理
8.7.3 BILDPCCM与相干检测的组合
8.7.4 迭代解映射和译码
8.7.5 LDPC码
8.7.6 性能分析
8.8 Rayleigh衰落信道中规则随机LDPC码的分析
8.8.1 引言
8.8.2 LDPC编译码
8.8.3 信道模型
8.8.4 仿真结果和讨论
8.9 MIMO多址系统中LDPC编码调制的性能分析
8.9.1 引言
8.9.2 LDPC编码调制方案
8.9.3 数值评估和仿真结果
8.10 高速低存储量似循环LDPC码译码器的FPGA实现
8.10.1 引言
8.10.2 LDPC码的图表示
8.10.3 以硬件为目标的码的构造
8.10.4 修正的Turbo译码算法
8.10.5 FPGA译码器结构
8.10.6 仿真结果
8.11 DVB-S2中LDPC码编码器的FPGA实现
8.11.1 引言
8.11.2 DVB-S2中LDPC码的编码规则
8.11.3 DVB-S2中LDPC码的编码器结构
8.11.4 DVB-S2中LDPC码编码器FPGA实现
参考文献
贺鹤云，中国电子科技集团第54研究所研究员，1962年毕业于西安交通大学应用数学专业（五年制）。主要工作经历：1966—1967年，参加我国第一颗卫星轨道设计（中科院数学所天体力学室协作）；1969—970年，参加序列译码器（Fano算法）的研制（中科院计算所协作）；1975—1978年，担任我国09卫星通信系统艇站、岸站副总设计师，该系统成功用于我国相关项目的通信保障，获部级科技进步奖；1987—1989年，担任军用卫星通信可搬移站总设计师，参加国庆40周年全军新武器装备陈列，获部级科技进步奖；1992—1995年，担任远望三号航天测量船卫星通信系统和远一、远二西安站改造总设计师，在我国载人航天发射过程中，该系统圆满完成在岸站与远航数千公里以外的船站之间测控数据、勤务调度图像的超远距离传输任务，获原信息产业部科技进步奖。发表有关逆调制环相位隔离性、小卫星、在轨测试、微型机应用和卫星通信等方面的论文30余篇。
《LDPC码基础与应用》分为8章，内容包括，分组码和卷积码基础及先进技术、BP算法、因式图和迭代译码、密度进化、LDPC卷积码和广义LDPC码以及软件仿真和硬件实现方法；并以大量篇幅介绍了LDPC码在无线局域网、深空宇航、磁性记录介质、光纤衰落信道等领域的应用。LDPC码是当前数字通信领域最热门的研究课题之一。《LDPC码基础与应用》从理论到实践由浅入深地介绍了LDPC码的编译原理及其在不同信道下的应用。《LDPC码基础与应用》可供通信、电子类研究单位的工程技术人员使用，也可作为通信电子类高校师生的参考读物。
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