基于MATLAB的LDPC编解码系统性能仿真分析平台

项目介绍

本项目实现了一套完整的LDPC（低密度奇偶校验）码编解码仿真系统，专为通信系统信道编码性能评估而设计。系统集成了LDPC码构造、编码实现、信道传输模拟、迭代译码算法和性能分析五大核心模块，支持在AWGN信道环境下对LDPC码的纠错性能进行全面仿真分析。

通过本平台，研究人员可以灵活配置系统参数，比较不同译码算法的性能差异，生成专业的性能评估报告，为LDPC码在实际通信系统中的应用提供理论依据和数据支持。

功能特性

核心功能模块

• LDPC码构造模块：支持Gallager构造法和QC-LDPC（准循环LDPC）构造法，可生成满足特定码长码率要求的校验矩阵
• 高效编码模块：采用稀疏矩阵优化技术，实现快速编码计算，支持多种编码方法选择
• 信道模拟模块：精确模拟BPSK调制在AWGN信道下的传输过程
• 迭代译码模块：实现置信传播(BP)算法，包括Sum-Product算法和Min-Sum算法两种主流译码方案
• 性能分析模块：提供完整的蒙特卡洛仿真统计分析，生成BER/BLER性能曲线和对比图表

参数配置灵活性

• 支持自定义码长、码率、最大迭代次数等系统参数
• 可灵活设置LDPC矩阵参数（基矩阵大小、扩展因子）
• 支持自定义信噪比范围和仿真次数
• 提供算法参数精细化调整功能

输出结果全面性

• 编码效率分析和码字序列输出
• 译码迭代过程统计和收敛分析
• 多维度性能评估（BER/BLER曲线、算法对比）
• 专业仿真报告生成（参数统计、复杂度分析）

使用方法

基本仿真流程

1. 参数配置：在主配置文件中设置所需的码长、码率、信噪比范围等参数
2. 矩阵构造：选择适合的LDPC校验矩阵构造方法并生成对应矩阵
3. 编码设置：配置编码参数并生成测试数据（随机序列或指定向量）
4. 译码选择：指定使用的译码算法类型及相关参数
5. 执行仿真：运行主程序启动蒙特卡洛仿真过程
6. 结果分析：查看生成的性能曲线和统计分析报告

高级功能使用

性能对比分析

自定义扩展

系统要求

软件环境

• MATLAB R2018b或更高版本
• 必需工具箱：Communications Toolbox, Signal Processing Toolbox
• 推荐内存：8GB及以上（大规模仿真建议16GB）
• 磁盘空间：至少1GB可用空间

硬件建议

• 处理器：Intel i5或同等性能以上
• 内存：8GB RAM（处理长码长时推荐16GB）
• 对于大规模仿真计算，建议使用多核处理器以提升运行效率

文件说明

主程序文件整合了系统的所有核心功能，实现了从参数初始化到结果输出的完整仿真流程。该文件负责协调各模块间的数据传递与执行顺序，包含用户交互界面处理、仿真流程控制、算法调度管理以及结果可视化输出等关键功能。通过调用不同的子功能模块，主程序能够完成LDPC码的构造生成、信息序列编码、信道传输模拟、迭代译码处理以及性能统计分析等一系列操作，并最终生成包含误码率曲线、性能对比图表和详细统计报告的综合输出结果。