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

店铺： 北京爱读者图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118076967

商品编码：29728971424

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

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

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史治平编著的《多元LDPC码及其在无线通信中的应用》是**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

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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

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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 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

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文摘

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序言

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《编码理论基础与现代实践》 内容概要： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的编码理论知识体系，从基础概念到前沿应用，力求在理论严谨性与实践指导性之间取得平衡。全书共分为六大部分，涵盖了纠错编码的起源、发展、核心理论、关键技术以及在现代通信和信息存储系统中的实际应用。 第一部分：编码理论的基石 本部分将从编码理论的诞生和发展历程讲起，探讨其在人类信息传递和存储领域所扮演的关键角色。我们将回顾早期简单的编码方法，例如海明码（Hamming codes）和里德-所罗门码（Reed-Solomon codes），这些编码在电信、数据存储（如CD、DVD）等领域奠定了基础。 绪论： 编码理论的必要性与历史渊源。为何我们需要编码？信息论的基本概念，如信息熵、信道容量。 线性分组码（Linear Block Codes）： 详细介绍线性分组码的数学结构、生成矩阵、校验矩阵、译码器的设计原理。我们将深入剖析其代数特性，并以海明码为例，阐述其纠错能力和实现方式。 卷积码（Convolutional Codes）： 介绍卷积码的编码过程、自由距离、约束长度等关键参数。着重讲解Viterbi算法，这是目前最广泛使用的卷积码译码算法，将详细分析其动态规划思想和实现细节。 有限域（Finite Fields / Galois Fields）： 介绍伽罗瓦域的代数结构，如GF(2)及其扩展域GF(2^m)。有限域是许多现代高效纠错码（如BCH码、里德-所罗门码、LDPC码等）的数学基础，理解有限域是深入理解这些编码的关键。 第二部分：代数码的精髓 本部分将聚焦于代数码，这些编码在理论研究和实际应用中都占有重要地位。我们将详细介绍BCH码、里德-所罗门码等代数码的构造原理、纠错能力分析以及高效译码算法。 BCH码（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）： 阐述BCH码的构造方法，包括最小多项式、本原多项式等概念。分析其多错纠正能力，并介绍Berlekamp-Massey算法和Euclidean算法等BCH码译码器的实现。 里德-所罗门码（Reed-Solomon Codes）： 详细介绍RS码的原理，重点强调其在纠正突发错误方面的卓越性能。分析RS码的校验子多项式、伴随多项式等。我们将深入讲解其高效译码算法，如Chien搜索法和Forney算法。 应用领域： 讨论BCH码和RS码在CD/DVD/蓝光光盘、数字电视广播、卫星通信、数据存储（硬盘、SSD）等领域的典型应用案例。 第三部分：Turbo码与现代编码革命 Turbo码的出现是编码理论领域的一项重大突破，它显著提升了通信系统的性能极限。本部分将详细解析Turbo码的结构、编码原理以及其卓越的逼近香农限的能力。 Turbo码结构： 介绍Turbo码由两个或多个递归系统卷积码（Recursive Systematic Convolutional Codes, RSC）通过交织器（Interleaver）并联构成。 Turbo编码原理： 详细阐述Turbo编码的迭代译码过程。分析迭代译码中“水印”（Sobriety）的概念，以及后验概率（Posterior Probability）的计算。 Turbo译码算法： 深入讲解MAP（Maximum A Posteriori）算法和BCJR算法，以及它们在Turbo译码中的应用。分析其复杂度与性能的权衡。 Turbo码的性能分析： 探讨Turbo码的误码率性能曲线，并与传统编码（如卷积码、BCH码）进行对比。分析交织器对Turbo码性能的影响。 应用展望： 讨论Turbo码在3G、4G移动通信系统中的应用，以及其对提升通信速率和可靠性的贡献。 第四部分：编码理论的理论前沿 本部分将探讨一些更高级的编码理论概念，为读者提供更广阔的视野，并为进一步的研究和开发打下基础。 渐近性能分析： 介绍渐近性能（Asymptotic Performance）的概念，以及如何分析编码在低信噪比下的性能表现。 组合编码： 探讨如何结合不同类型的编码（如Turbo码与RS码结合）以获得更好的整体性能。 信道模型： 介绍各种信道模型，如加性高斯白噪声（AWGN）信道、衰落信道（Rayleigh衰落、Rician衰落）等，以及它们对编码性能的影响。 编码器设计与优化： 讨论现代编码器设计中的挑战，如复杂度的降低、硬件实现的优化等。 第五部分：编码理论在信息存储中的应用 本部分将聚焦于编码理论在提升数据存储可靠性方面的关键作用。从传统硬盘到固态硬盘，编码都扮演着不可或缺的角色。 数据存储中的错误类型： 分析数据存储设备中可能出现的各种错误，如随机错误、突发错误、位翻转等。 纠错码在硬盘中的应用： 探讨RS码、PRML（Partial Response Maximum Likelihood）技术以及更先进的编码技术在硬盘读写中的作用。 固态硬盘（SSD）的编码技术： 详细介绍ECC（Error Correction Code）在SSD中的重要性，以及所采用的编码技术，如BCH码、低密度奇偶校验码（LDPC码，在此简要引入概念）等。 闪存（Flash Memory）的寿命延长与可靠性： 分析闪存的读写损耗问题，以及编码技术如何在一定程度上延长闪存的使用寿命和提高数据可靠性。 第六部分：编码理论的未来方向与挑战 本部分将展望编码理论的未来发展趋势，并讨论当前面临的一些挑战和研究热点。 后Turbo时代： 介绍LDPC码（Low-Density Parity-Check Codes）的原理、译码算法（如消息传递算法，Message Passing Algorithm）及其在追求更高性能方面的优势。 Polar码（Polar Codes）： 探讨Polar码作为香农定理的第一个可证明的构造性编码，以及其在5G通信中的应用前景。 量子纠错码（Quantum Error Correction Codes）： 简要介绍量子计算的发展以及量子纠错码的必要性，虽然与经典编码有所不同，但其发展方向与信息论息息相关。 机器学习与编码： 探讨机器学习在编码器设计、译码器优化以及信道估计等方面的潜在应用。 开放性问题与研究热点： 讨论当前编码理论研究中的未解决问题，如对复杂信道的最优编码、更高效的译码算法等。 本书旨在为电子工程、通信工程、计算机科学等专业的学生、研究人员和工程师提供一个扎实的理论基础和丰富的实践指导。通过学习本书，读者将能够深入理解各种纠错编码的原理、性能特点以及在不同应用场景下的选择与设计。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我打开了新世界的大门！作为一个对无线通信领域充满好奇的业余爱好者，我一直苦于找不到一本既有深度又不至于太晦涩难懂的入门读物。这本书完美地平衡了这一点。它不仅仅是罗列了一堆复杂的公式和概念，而是非常有条理地梳理了从基础的编码理论到最前沿的LDPC码的演进历程。作者的讲解方式非常注重直观理解，每引入一个新的理论点，都会配以生动的例子或者图示来帮助读者把握核心思想。尤其是对LDPC码在实际通信系统中的应用场景的剖析，让我第一次清晰地认识到这些看似抽象的数学工具是如何在我们的日常生活中发挥作用的，比如高清视频流的稳定传输和高速数据下载。读完之后，我对“信道编码”这个概念的理解从原来的模糊不清，变得清晰而系统，感觉自己真的站到了一个更高的视角来审视整个通信技术体系。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远超出了对LDPC码本身的介绍。它提供了一个极佳的案例研究，展示了如何将理论数学模型转化为具有实际商业价值和工程可行性的通信解决方案。书中涉及到的性能评估、仿真分析的章节，提供了大量对比性的数据图表，这些图表不仅仅是用来支撑论点的，更是指导我们在实际设计中如何进行权衡取舍的实用指南。例如，在讨论迭代次数和误码率之间的关系时，它清晰地揭示了边际效益递减的规律，这对资源受限的实时系统中参数的优化至关重要。我感觉自己仿佛获得了一套评估和设计高效信道编码系统的“方法论”，而不仅仅是一套具体的编码方案说明书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的学术严谨性令人印象深刻，但更难能可贵的是它在技术细节上的深入挖掘。我尤其欣赏作者在阐述LDPC码的译码算法时所采取的细致入微的态度。比如，关于“拟似可靠性传播”（BP）译码的各个变种，作者没有止步于公式的展示，而是深入探讨了它们各自的收敛速度、计算复杂度以及在不同噪声环境下的性能差异。对于那些希望将理论付诸实践的工程师或者研究生来说，这部分内容简直是宝藏。书中对译码过程中的“陷阱问题”及其相应的改进策略的讨论，显示了作者深厚的实践经验和对技术痛点的精准把握。读到最后，我已经不仅仅是在“学习”这些知识，更像是在跟随一位经验丰富的导师进行一次高强度的技术训练营，对底层原理的把握达到了前所未有的扎实程度。

评分☆☆☆☆☆

对于那些希望了解未来通信技术发展趋势的人来说，这本书的视野非常开阔。它没有将LDPC码视为一个孤立的技术点，而是将其置于整个5G、6G乃至卫星通信的宏大背景下进行考察。书中对LDPC码在未来高频谱效率和极低延迟要求下的挑战与机遇的探讨，极具前瞻性。作者对于LDPC码与其他先进技术，比如MIMO系统、极化码的交叉对比和融合路径的分析，展现了深厚的行业洞察力。这本书读完后，我不仅理解了“是什么”，更重要的是明白了“为什么是这样”，以及“未来会怎样”。它提供了一种高维度的思考框架，让我对整个无线通信前沿技术丛书系列充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书的阅读体验非常流畅，这对于一本技术专著来说是非常难得的。它不像我以前读过的某些教材那样，每隔几页就要停下来查阅一个不熟悉的术语或背景知识。作者似乎预见到了读者可能遇到的知识盲点，并在行文中巧妙地融入了必要的背景介绍，使得知识点的衔接非常自然。特别是书中关于LDPC码的构造方法，从经典的规约化LDPC码到更灵活的准循环LDPC码，其逻辑推进如同搭积木一般层层递进，让人很有成就感。这种行文风格极大地降低了阅读的挫败感，让读者能够心无旁骛地享受探索复杂技术细节的乐趣。它成功地将一个通常被认为“硬啃”的领域，打造成了一场引人入胜的智力冒险。