基于QC-LDPC码联合分层译码混合转发协作系统

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1、2015年9月第41卷第9期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsSeptember2015V01．41No．9http：／／bhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．enDOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2014．0645基于Qc·LDPC码联合分层译码混合转发协作系统张嵩1，马林华“，唐红1，张海威2，胡星1，田雨3(1．空军工程大学航空航天工程学院，西安710038；2．宇航动力学国家重点实验室，西安7

2、100433．中国人民解放军95876部队，张掖734100)摘要：为了提高中继协作系统的整体性能，设计了基于Qc—LDPC(Quasi-CycleLow—DensityParity．Check)码联合分层译码的混合转发协作系统，给出了用于源节点和中继节点编码的QC-LDPC系统码的构造方法，并提出了适用于该协作系统的联合分层译码新算法．根据传统译码转发和编码协作的特点，采用了中继混合转发协作策略，无论中继是否译码成功，中继节点都发送一定形式的冗余信息给目的节点，从而提高协作系统的编码增益和分集增益．仿真结果表明：所提出的混合转发协作系统

3、可以充分发挥中继的分集和编码优势；与非协作系统相比，可以显著提高中继协作系统译码性能．关键词：中继协作系统；QC—LDPC码；联合分层译码；编码协作；混合转发中图分类号：TN911．2文献标识码：A文章编号：1001-5965(2015)09．1666-07近年来，协作通信¨刮作为一种新颖的分集技术，因其可以在不明显增加系统带宽或提高发射功率的前提下提高系统的性能，而得到广泛关注．编码协作"o将信道编码和协作技术有效的结合，通过协作中继发送不同的冗余信息来提高编码增益和分集增益的协作方式，有效地克服了信道噪声、衰落和干扰对系统性能的影响．

4、Hunter和Nosratinia在2006年Ho率先提出了编码协作机制，并系统地研究了基于Turbo码的编码协作系统的性能．与Turbo码相比，LDPC码具有能够接近香农限的译码性能”’，具有可实现并行的迭代译码的优点，而得到广泛的关注．文献[6]提出以一种基于软信息的译码转发策略，中继转发的不是译码的硬判决信息而是软信息的对数似然比，其仿真证明该策略可以取得比放大转发和传统译码转发更好的分集增益．文献[7]研究了半双工中继信道下软信息译码转发机制，将中继译码后的所有软信息进行归一化处理后，再进行LDPC软信息编码，进一步提高了系统的分

5、集增益．文献[8-9]研究了适用于LDPC码的中继协作系统及其联合迭代译码(JID)算法，但当中继译码不成功时，中继都停止转发，这样就不能发挥分集增益的优势了．由于采用的LDPC码是系统码，中继经过迭代译码尝试后，即使没有完全译码成功，利用LDPC码元内部的固有特性，中继也会纠正一定的错误信息．为了充分利用中继迭代译码输出的软信息，更好地解决中继译码不成功而无法实现分集的问题，本文提出了基于Qc．LDPC码联合分层译码(JLD)的混合转发协作系统．当中继译码成功时，采用理想编码协作策略，目的节点对接收来自源节点和中继节点的不同冗余信息，采

6、用JLD算法进行联合译码，若中继译码错误，则采用译码软信息转发策略，目的节点对接收到来自源节点收稿日期：2014-10—17；录用日期：2015-02—12；网络出版时闻：20154)3—1814：37网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11，2625．V．20150318．1437．005．html基金项目：综合业务网理论及关键技术国家重点实验室(西安电子科技大学)开放研究课题(ISNll5—13)作者简介：张嵩(1987一)，男，山东荣成人，博士研究生，zhangson91949@163．corn+通讯作者

7、：马林华(1965一)，男，陕西汉中入，教授，land—max@126．corn，主要研究方向为信道编码、协作通信技术、移动自组织网络．；f用格式：张嵩，马林华，唐缸，等．塞于QC，LDPC码联合分层译码混合转发协作系统fJJ．北京航空航天大学学报，2015，41p)：1666—1672．ZhangS，MaLH，TangH，eta1．Hybrid—and-forwardcooperativesystembasedonjointlayereddecodingofQc—LDPCcodesfJJ．JournalofBeijingUniversi

8、tyofAeronauticsandAstronautics，2015，41(9)：1666-1672(inChinese)．第9期张嵩，等：基于Qc．LDPC码联合分层译码混合转发协作系统1