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无线通信的核心问题是信息传输的效率与可靠性。信道编码技术是解决可靠性问题的重要手段之一。因为具有灵活的码本结构设计、线性复杂度的编码算法、并行化的译码结构和接近香农限的传输效率,低密度奇偶校验码(Low-density parity-check codes,LDPC codes)是现在最受重视的信道编码技术之一。2016年,3GPP正式宣布LDPC码成为第五代移动通信系统(5G)增强移动宽带(enhanced mobile broadband,eMBB)场景下的数据信道编码方案。目前LDPC码在无线通信系统中的应用还面临挑战,特别是其具有的明显的错误平台现象以及在计算资源受限时终端侧译码性能的下降。受到极化码码本结构的启发,论文提出了具有极化效应的分层LDPC码,希望在不改变编译码算法的前提下,通过改变码本结构改善译码性能。利用对Gallager硬译码算法和高斯近似下的密度进化算法的分析,论文指出LDPC码中不同度数的节点具有不同的可靠性与纠错能力,即高度数的变量节点与低度数的校验节点在译码迭代中具有更高的可靠性和更强的纠错能力。基于此事实,论文提出通过“极化”LDPC码中的节点,即通过控制低度数的校验节点仅与高度数的变量节点相连,在码字中构造码率不同的数个层级,层级间将通过部分公共节点连接。这种新的码字被命名为具有极化效应的分层LDPC码,可以利用串行干扰消除的思想逐层译码。为了分析“极化”对节点纠错能力的影响,本文提出了极化的密度进化算法。仿真结果表明,经过“极化”后,低度数的校验节点在译码时具有更快的收敛速度与更好的纠错性能,且度数越低的校验节点获得的性能增益越大,与设计预期一致。考虑到LDPC码的码长对于其码本生成、性能分析算法有较大影响,本文提出了两种不同的构造算法:1、对于码字长度数量级为104比特及以上的超长码字,本文通过输入度分布多项式直接构造。在仿真中,本文构造了具有不同度分布多项式的多个码长为16384比特的码字,并在二进制对称信道上与DVB-S2标准短码字、5G eMBB数据信道码字进行了仿真对比。2、对于码字长度数量级为102比特或103比特的中短码字,本文通过分层叠加构造。在仿真中,本文构造了码长为264 比特,1024比特,8384比特的码字,并在二进制对称信道、二元输入加性高斯白噪声信道上与对应5G eMBB数据信道码字进行了仿真对比。以上仿真结果表明具有极化效应的分层LDPC码中的每层子码具有不同的纠错能力,高层子码具有比标准码字更低的误码字率,合适的度分布与码字结构可以降低甚至消除错误平台效应。当通信系统需要混合传输不同服务要求(Quality of Service,QoS)的业务数据时,使用具有极化效应的分层LDPC码的编解码方案将有助于减少重传概率,提升信道利用率。