LDPC码基础与应用

LDPC码基础与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:贺鹤云
出品人:
页数:336
译者:
出版时间:2009-7
价格:68.00元
装帧:
isbn号码:9787115206329
丛书系列:
图书标签:
  • LDPC
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  • 通信
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  • LDPC码
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  • 编码理论
  • 数字通信
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  • 信息论
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具体描述

LDPC码是当前数字通信领域最热门的研究课题之一。本书从理论到实 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。

本书分为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。

本书可供通信、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。

《LDPC码基础与应用》 本书旨在全面深入地解析LDPC码(Low-Density Parity-Check codes)的核心原理,并阐述其在现代通信和信息存储领域广泛而重要的应用。LDPC码作为一种能够逼近香农限的强大纠错码,在过去二十余年里,已成为通信系统中不可或缺的关键技术。本书将带领读者从基础概念出发,逐步构建对LDPC码完整的理解,并探讨其最新的研究进展和实际应用案例。 全书内容梗概: 第一部分:纠错码理论基础 在深入探讨LDPC码之前,本书首先会奠定坚实的纠错码理论基础。本部分将涵盖: 信息论基础: 介绍香农定理,理解信道容量的概念,以及纠错码的根本目标——如何在有噪声信道中可靠地传输信息。 代数纠错码概述: 简要回顾经典的代数纠错码,如Hamming码、BCH码和RS码,通过对比理解LDPC码的独特之处。 概率与统计基础: 讲解必要的概率论和统计学知识,为理解LDPC码的译码算法打下基础,特别是贝叶斯定理、似然比等概念。 信道模型: 介绍常见的通信信道模型,如二元对称信道(BSC)、加性高斯白噪声(AWGN)信道等,这些模型是评估和设计纠错码性能的重要依据。 第二部分:LDPC码的核心理论 本部分是本书的重点,将详尽阐述LDPC码的设计原理、结构特性和性能分析。 LDPC码的定义与构造: 稀疏校验矩阵: 详细解释LDPC码为何称为“低密度”校验码,即其校验矩阵中“1”的个数远小于“0”的个数。 图论视角: 介绍LDPC码的 Tanner 图表示,这是理解其译码算法的关键。Tanner 图将校验矩阵映射为一个二分图,其中校验节点代表校验方程,变量节点代表信息比特,边代表校验方程对信息比特的约束。 构造方法: 探讨LDPC码的多种构造方法,包括: 随机构造法: 基于概率统计的随机生成校验矩阵的方法,证明其统计性能。 规整LDPC码 (Regular LDPC codes): 讨论所有变量节点和校验节点度数相同的规整LDPC码,分析其结构和性能。 非规整LDPC码 (Irregular LDPC codes): 介绍度数分布不同的非规整LDPC码,以及它们在优化性能方面的优势。 特定构造算法: 介绍一些实际应用中常用的、具有特定结构的LDPC码构造算法,如基于代数构造、置换矩阵构造等。 LDPC码的译码算法: 信念传播 (Belief Propagation, BP): 详尽讲解BP算法,它是LDPC码最核心的译码算法。通过Tanner图上的节点间消息传递,逐步更新变量节点的估计信息,直至收敛。 最大后验概率 (MAP) 译码: 介绍MAP译码作为理论上最优的译码方式,并说明BP译码的近似性。 最小和 (Min-Sum) 译码及其变种: 讲解Min-Sum算法作为BP算法的简化版本,计算复杂度低,并介绍其各种改进算法(如Modified Min-Sum, Offset Min-Sum等)以提高译码性能。 硬件实现友好的译码算法: 讨论在实际硬件系统中,如何优化译码算法以满足高速率、低功耗的要求。 LDPC码的性能分析: 伪随机译码 (????) 性能界限: 分析LDPC码在伪随机译码下的性能,揭示其逼近香农限的能力。 自由距离 (Free Distance, d_free): 讲解自由距离的概念及其对LDPC码纠错能力的重要性。 误码率 (Bit Error Rate, BER) 分析: 通过理论分析和仿真,展示LDPC码在不同信道模型下的误码率性能,并与其他纠错码进行比较。 译码延迟与复杂度分析: 探讨不同译码算法的计算复杂度、存储需求以及译码延迟,为实际系统设计提供参考。 第三部分:LDPC码的应用 本部分将聚焦LDPC码在各个领域的实际应用,展示其强大的实用价值。 移动通信系统: 4G (LTE/LTE-A): 详细介绍LDPC码在LTE和LTE-Advanced标准中的应用,包括其在下行链路和上行链路中的具体编码和译码方案。 5G (NR): 阐述LDPC码在5G新空口(NR)标准中的演进和应用,包括其在不同速率等级和场景下的适应性。 Wi-Fi (IEEE 802.11n/ac/ax): 分析LDPC码如何提升Wi-Fi的传输效率和可靠性。 卫星通信与深空探测: DVB-S2/S2X: 讲解LDPC码在数字视频广播(DVB)标准中的应用,以及其如何实现高效的卫星电视传输。 深空通信: 介绍LDPC码在NASA等航天机构的深空探测任务中的重要作用,例如在火星探测器和行星际探测器上的应用。 数据存储: 固态硬盘 (SSD): 解释LDPC码如何应用于SSD控制器,以提高存储数据的可靠性和延长闪存寿命。 蓝光光盘: 介绍LDPC码在蓝光光盘等存储介质中的纠错机制。 其他应用领域: 宽带接入网: 如GPON等。 高性能计算与数据中心。 量子计算中的纠错。 第四部分:LDPC码的最新研究与发展 本部分将展望LDPC码的研究前沿,探讨其未来的发展方向。 改进的构造方法与性能: 研究如何设计出性能更优、结构更具优势的LDPC码。 新型译码算法: 探索更高效、更低复杂度的译码算法,以及适用于特定场景的译码技术。 与机器学习的结合: 研究如何利用机器学习技术优化LDPC码的设计和译码过程。 面向未来通信系统的LDPC码: 探讨LDPC码在下一代通信技术(如6G)中的潜力。 LDPC码的标准化进展。 本书的特色: 理论与实践相结合: 既深入阐述LDPC码的数学原理,又详细介绍其在实际通信和存储系统中的应用。 循序渐进的学习路径: 从基础概念出发,逐步深入到复杂的理论和技术细节,适合不同背景的读者。 丰富的图示与例子: 通过大量的Tanner图、性能曲线以及实际应用案例,帮助读者直观理解抽象概念。 最新的研究动态: 涵盖了LDPC码领域的最新研究成果和发展趋势。 通过阅读本书,读者将能够全面掌握LDPC码的核心技术,理解其强大的纠错能力和广泛的应用前景,并为进一步深入研究或实际应用打下坚实的基础。无论您是通信工程、电子工程、计算机科学专业的学生,还是相关领域的研发工程师,本书都将是您学习LDPC码的理想参考。

作者简介

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**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。

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书《LDPC码基础与应用》的封面设计简洁大气,预示着内容也应该相当扎实。我特别关注书中关于LDPC码的性能界限和极限分析部分,这有助于我们评估LDPC码理论上的最佳性能,并与实际性能进行对比。书中关于LDPC码与信息论基本原理的联系,比如香农极限的阐述,以及LDPC码如何接近这些理论极限,是我很感兴趣的内容。此外,书中对LDPC码在现代通信系统中与其他编码技术(如Turbo码、Polar码)的比较,以及其各自的优缺点分析,也可能是一大看点。这能够帮助我们全面地认识LDPC码在整个纠错编码技术发展脉络中的位置,以及其未来的发展趋势。

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拿到《LDPC码基础与应用》这本书,最吸引我的是它所呈现的理论与实践相结合的风格。虽然我并非直接从事LDPC码的研究,但作为一名通信工程师,我深知其在5G、Wi-Fi等前沿通信技术中的核心作用。书中关于LDPC码的性能分析部分,特别是对误码率(BER)与信噪比(SNR)关系的讨论,以及如何通过改变码长、校验矩阵密度等参数来优化性能,是我非常期待深入研究的部分。此外,我注意到书中还涉及了一些LDPC码在特定应用场景下的设计和优化策略,比如在存储设备、卫星通信等领域,这对于我理解LDPC码的实际部署和工程挑战非常有价值。希望书中能提供一些具体的案例分析,或者至少是一些关于实际参数选择和性能权衡的指导性建议,这会极大地提升这本书的实践意义。

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阅读《LDPC码基础与应用》这本书,我被其对LDPC码数学基础的严谨阐述所折服。书中对图论在LDPC码中的应用,尤其是校验子图(Tanner graph)的构造和性质的讲解,让我对LDPC码的稀疏性和可译性有了更深刻的理解。作者对有限域(Galois Field)上的运算以及如何基于这些运算来构建LDPC码的校验矩阵,也进行了详尽的介绍,这对于理解LDPC码的代数结构至关重要。我非常欣赏书中对这些抽象概念的梳理,它能够帮助我们从更深层次上把握LDPC码的设计原理,而不仅仅是停留在应用层面。希望书中能够提供一些关于如何根据具体通信环境和性能要求来设计校验矩阵的通用方法或经验法则,这将是帮助我们解决实际工程问题的宝贵财富。

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刚拿到这本书,还没来得及细读,但光是翻阅目录和前言,就对它的编排结构和内容深度有了初步印象。作者在引言部分就对LDPC码的起源、发展历程以及其在现代通信领域中的重要地位进行了简要而清晰的梳理,这对于初学者来说无疑是一个很好的切入点,能够帮助我们快速建立起对LDPC码的整体认知框架。我尤其关注到书中对LDPC码不同构造方法(如规整LDPC码、规约LDPC码等)的介绍,这些理论层面的知识是理解其性能差异和应用选择的关键。同时,书中还提及了LDPC码的译码算法,例如消息传递算法(Belief Propagation)的原理和不同变体,这部分内容对我来说是重中之重,因为算法的效率和复杂度直接影响到实际部署的成本和可行性。从目测来看,书中对算法的推导过程应该会比较详尽,希望能够帮助我深入理解其内部运作机制,并能为后续的仿真和优化打下坚实基础。

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这本书《LDPC码基础与应用》给我的初步感受是,它非常适合希望全面了解LDPC码的读者。我特别留意到书中在介绍LDPC码的译码算法时,不仅仅停留在理论的推导,还可能包含了对各种译码算法的性能评估和比较,例如基于迭代次数、计算复杂度、以及在不同信道模型下的表现。这对于我们选择最适合特定应用场景的译码算法至关重要。此外,书中对LDPC码在标准中的应用,例如在DVB、IEEE 802.11系列标准中的具体实现和参数选择,也可能是一大亮点。了解这些实际标准中的应用情况,能够帮助我们更好地理解LDPC码在现实世界中的地位和影响,并为相关的系统设计和开发提供参考。

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偏介绍性~没啥公式。。

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4.5.1节之前看完,估计后面的不会再读了。。。第一章5星,第二章3星,第四章看的那部分4.8,译码部分讲得很细。

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偏介绍性~没啥公式。。

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偏介绍性~没啥公式。。

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写的真心好,很详细

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