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研究生： 李威信
Wei-hsin Lee
論文名稱： 非二位元低密度同位檢測編碼的空時區塊碼與正交分頻多工系統中之功率分配
Power allocation for non-binary LDPC coded STBC-OFDM systems
指導教授： 賴坤財
Kuen-Tsair Lay
口試委員: 方文賢
Wen-Hsien Fang
邱榮輝
Jung-Hui Chiu
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年： 2008
畢業學年度： 96
語文別： 中文
論文頁數： 62
中文關鍵詞： 空時區塊碼 、功率分配 、無線傳輸 、低密度同位檢測碼 、正交分頻多工
外文關鍵詞： wireless transmission, low-density parity-check code, power allocation, space-time block code, orthogonal Frequency-Division Multiplexing
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    • 通道編碼已成為現今無線通訊中的一大熱門議題。在雜訊嚴重與頻寬有限的無線衰減通道中傳輸，通道編碼是無線傳輸系統中必要的技術。通道編碼有渦輪碼、迴旋碼、漢明碼、低密度同位檢測碼，其中低密度同位檢測碼已被證明擁有非常好的效能。因此，在本論文中將採用此通道編碼的技術。

    在我們的研究中，我們發現使用非二位元低密度同位檢測碼在有限域上，比二位元式有更好的效能，但是其計算複雜度太高，因此使用快速傅立葉轉換降低複雜度。而且，多根天線傳送與接收能提升在無線傳輸上有更好的效能與增益，所以在本篇論文中使用空時區塊碼提供空間與時間的多樣性和容量，並且利用正交分頻多工系統來消除符號間干擾。低密度同位檢測碼與正交分頻多工系統的結合，必須搭配功率分配使每一個子通道等訊雜比，這將是本論文的最主要的議題。並使用子載波選擇，幫助我們把資料傳輸速率與錯誤率的效能做最佳的取捨。另外，我們衍生出一種方式，當確定了欲達到的錯誤率，將可以決定子載波保留的個數。

    Channel coding is one of the most popular topics of today’s wireless communications. It is an essential technique when the channel is noisy and fading. There are many kinds of channel coding, such as turbo code, convolutional code, Hamming code and LDPC code. LDPC (low-density parity-check) code has been shown to have excellent performance. It is the channel coding technique that we adopt in this thesis.
    In our research, we find that the performance of non-binary LDPC over GF(q) outperforms that of binary LDPC. However, non-binary LDPC has higher computation complexity. To solve this problem, we use FFT transform to reduce the complexity. It is pointed out that use of multiple antenna raises performance and gain for transmitting and receiving in wireless transmission. Therefore, we use space-time block code to provide diversity and capacity in this thesis. We also use OFDM to eliminate ISI. In combining OFDM and LDPC codes, power allocation to make each subcarriers have the same SNR(signal-to-noise ratio) is necessary and is the main topic of this thesis. Sub-carrier selection helps us to strike a balance between data transmission rate and BER(bit error rate) performance. In addition, we derive a scheme to determine the number of subcarriers to be retained when the acceptable BER is specified.

    中英對照表 1 符號對照表 2 第1章 緒論 3 1.1 引言 3 1.2 研究動機 4 1.3 本文架構 5 第2章 相關技術介紹 6 2.1 無線通道 6 2.2 二位元低密度同位檢測碼 8 2.2.1 編碼 10 2.2.2 解碼 11 2.3 空時區塊碼 12 2.3.1 Alamouti碼 13 2.4 正交分頻多工簡介 15 2.4.1 正交分頻多工系統優點 15 2.4.2 正交分頻多工系統架構 16 第3章 非二位元低密度同位檢測碼 23 3.1 2的冪次有限域之非二位元低密度同位檢測碼 24 3.1.1 編碼 24 3.1.2 解碼 25 3.1.3 快速傅立葉轉換解碼 28 3.2 質數有限域之非二位元低密度同位檢測碼 31 3.2.1 解碼 31 3.2.2 快速傅立葉轉換解碼 33 3.3 矩陣建置 33 第4章 功率分配與最佳化子載波個數選擇 34 4.1 系統架構 34 4.1.1 調變 36 4.1.2 理想的正交分頻多工系統 36 4.1.3 接收架構 39 4.2 解碼動作 39 4.3 子載波選擇與功率分配 40 4.3.1 子載波選擇 41 4.3.2 功率分配 42 4.4 最佳化子載波個數 43 4.4.1 功率增益 43 4.4.2 最佳化子載波個數演算法 44 第5章 實驗結果與討論 47 5.1 環境設定 47 5.2 利用功率增益預估錯誤率 47 5.3 最佳化子載波個數實驗結果 52 5.4 不同通道狀況下之最佳化子載波個數 55 第6章 結論與未來發展 59 參考文獻 61

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