基于非均匀感知策略的MLC闪存系统

面向多级单元（Multi-Level Cell,MLC）的LDPC码的最小和（Min-Sum,MS）译码算法译码性能取决于码字中每个比特对应的对数似然比（Log-Likelihood Ratio,LLR）的准确度,然而基于均匀感知策略的MLC电压读取方法需要提高感知精度才能获取精度高的LLR值,这将增加MLC闪存单元的读取时间. 针对这种情况,本文提出一种基于非均匀感知策略的MLC闪存MS译码算法,该算法对MLC闪存阈值电压的感知采用非均匀的感知策略. 在相同的感知精度下,相比于均匀感知策略,非均匀感知策略能够提高LLR的准确度,获得更低的原始比特错误率. 仿真结果表明,在MLC闪存信道条件下,该算法既可保证MLC闪存单元可靠性,而且保持较快的读取速度,从而实现了译码速度和译码性能间的良好折衷.     

基于深度学习的实用HDPC码译码方法研究

针对现有高密度校验码量化译码性能问题,本文提出了一种基于深度学习的量化最小和译码算法-QMSND.借助深度神经网络,通过对神经最小和译码信道输入向量和每轮迭代过程中节点更新信息进行非均匀间隔量化,动态调整Tanner图边的权重参数,改善消息传播效能.计算机仿真实验结果表明,本文提出的方法在对BCH码进行译码时仅需要8比特表示信息即可接近未经量化的浮点译码性能.因此,所提出的QMSND译码方法便于硬件实现,具有一定的实用性.     

非对称信道下离散密度进化及LDPC码设计

为了设计非对称信道下的低密度奇偶校验(low-density parity-check, LDPC)码并分析其性能,本文提出了可实现的基于偏移最小和译码的非对称离散密度进化方法.首先采用组合数学、差分方法和二项式定理等工具推导了低复杂度的非对称信道离散密度进化的迭代公式;应用该迭代公式,进一步对采用偏移最小和译码的LDPC码编码进行优化设计,得到了在非对称信道下不同量化范围和步长的LDPC码的最佳度分布及其性能;最后获得了在高精度量化下的最佳偏移值.结果表明在非对称信道下,改进的基于偏移最小和译码的非对称密度进化方法复杂度比原方法呈指数级降低;当码率固定,规则码变量节点度越小其性能越好,最佳偏移值越小.对非规则LDPC码,使用差分进化算法找到了最佳度分布与偏移值.码率固定时,最大变量节点度越大,非规则码性能越好.     

信噪比失配对LDPC码译码影响的分析

在加性高斯白噪信道条件下,采用置信度传播算法对LDPC码进行译码,需要精确估计信道信噪比用于计算接收比特的后验概率消息作为译码器的输入.信噪比值的错误估计称为信噪比失配.本文研究加性高斯白噪信道条件下信噪比失配对LDPC码译码的影响.通过对置信度传播算法校验节点更新方程的近似得到一个以信噪比为自变量的校正因子函数,基于...     

Turbo译码的自适应迭代停止算法

为降低Turbo译码延迟,提出一种自适应控制的迭代停止算法。利用SISO1产生的对数似然比 代替SISO2产生的对数似然比 ,并根据信道信噪比的不同,自适应选择门限参数。理论推导和仿真结果表明,该算法能有效降低译码平均迭代次数,消除单一迭代算法的不稳定性,提高译码速率。     

一种低复杂度的短LDPC码级联译码算法

为了提高短低密度校验码(Short LDPC)的纠错性能,在研究盒匹配译码算法(BMA)和置信度与分阶统计译码级联算法(BP-OSD)的基础上,提出了一种新的针对短LDPC码译码的BP-BMA级联算法.该算法充分利用了BMA算法具有较低译码复杂度的特性.然后,利用该算法结合对数似然比累积(ALLR)算法进行了计算机仿真.仿真结果表明:BP-BMA级联算法与BP-OSD相比,译码性能有所提高,且译码复杂度大大降低了,在译码性能和复杂度间取得了很好的折中.     

融入LDPC纠错机制的认知无线电物理层认证分析

从信道纠错编码的角度来探讨认知无线电寄生认证信道的容量。首先,通过推导认证信道的对数似然比,给出了其简化计算方式,分析与仿真结果表明:简化计算与严格计算结果相仿,因而认证信道可等效为二元输入的加性高斯白噪声(BI-AWGN)信道。其次,基于对数似然比的简化形式,通过置信度传播迭代译码,考察了融入LDPC纠错机制的认证信道实际传输性能,仿真结果表明:实际简化译码的结果与理想BI-AWGN的译码性能无法区分。最终得出研究结论:认知无线电寄生认证信道可严格等效为BI-AWGN信道,因而可采用BI-AWGN信道设计的纠错编码来有效逼近寄生认证信道的传输极限。     

5G低密度奇偶校验码的低复杂度偏移最小和算法

为了提高低密度奇偶校验（LDPC）码偏移最小和（OMS）算法的误码性能,基于5G NR标准提出了一种5G LDPC码的低复杂度OMS算法。针对传统算法中偏移因子值计算不够准确问题,使用密度进化获取更加精准的偏移因子值,用于校验节点更新,以增强OMS算法的性能;并使用线性近似方法对获得的偏移因子值进行近似处理,在保证译码性能的情况下降低了算法的复杂度。针对变量节点振荡现象对译码的影响,将节点更新前后的对数似然比（LLR）消息值加权处理,削减变量节点的振荡性,提高了译码器收敛速度。仿真结果表明,与归一化最小和（NMS）算法和OMS算法相比,在误比特率（BER）为10^-5时所提算法译码性能可以获得0.3~0.5 dB的增益,平均迭代次数分别降低了48.1%和24.3%,同时与对数似然比-置信传播（LLR-BP）算法也只相差近0.1 dB。     

LDPC码改进的量化自适应偏移最小和算法

为减小低密度奇偶校验（LDPC）码的量化译码算法的实现复杂度,提出了一种改进的4比特量化自适应偏移最小和（AOMS）译码算法。改进的AOMS译码算法中引入了预设的固定迭代次数作为启动偏移量修正因子自适应选择的条件;设计了一种4比特非均匀数据量化方案,保证量化数据的取值范围既能较好地满足外信息的动态范围,又能简单实现优化的量化偏移量修正因子。仿真结果表明,与浮点译码算法相比较,改进的量化AOMS译码算法的译码性能损失较小。     

面向5G的多元LDPC改进译码算法的仿真研究

根据5G移动通信中高速率、低时延、大容量数据传输及多种场景的特点,提出了一种面向5G的基于多元LDPC码的低复杂度译码算法,即混合域Log-FFT-BP(Mixed Log-FFT-BP)译码算法。该算法直接对概率信息求对数,避免求解对数似然比操作,并且在校验节点的更新过程中,采用对中间变量求对数再对校验节点信息求傅里叶逆变换的方式,来进一步降低译码复杂度。从5G信道编码需支持更广泛的码块长度和更多码率的角度进行仿真,结果表明, 与传统译码算法相比,改进的Mixed log-FFT-BP算法性能相差不大,约为0.1～0.2dB,且能够降低译码复杂度,更利于硬件平台的实现。     

一种改进的LT码置信传播译码

在删除信道上,短信息字长度的LT码采用置信传播译码算法性能较差。提出了一种改进的置信传播译码算法,此算法在置信传播译码失败时只需运用高斯消元法确定少数猜测比特就可实现成功译码。仿真结果显示,相比于置信传播译码,改进的置信传播译码算法在增加少量译码运行时间的代价下获得较大的译码性能改善。     

一种改进的LLR BP译码算法研究

运用LLR BP经典算法对低密度奇偶校验(LDPC)码译码时,由于译码时迭代次数过多和每次循环时校验节点的计算复杂度过高,导致译码复杂度非常高.提出了一种改进型LLR BP译码算法,采用泰勒级数将LLR BP算法中复杂度高的雅克比修正项进行分段线性近似.仿真表明:该算法在译码性能损失不大的情况下可大幅降低LDPC码的译码复杂度.     

Hybrid weighted bit flipping low density parity check decoding

Low density parity check codes (LDPC) exhibit near capacity performance in terms of error correction. Large hardware costs, limited flexibility in terms of code length/code rate and considerable power consumption limit the use of belief-propagation algorithm based LDPC decoders in area and energy sensitive mobile environment. Serial bit flipping algorithms offer a trade-off between resource utilization and error correction performance at the expense of increased number of decoding iterations required for convergence. Parallel weighted bit flipping decoding and its variants aim at reducing the decoding iteration and time by flipping the potential erroneous bits in parallel. However, in most of the existing parallel decoding methods, the flipping threshold requires complex computations.In this paper, Hybrid Weighted Bit Flipping (HWBF) decoding is proposed to allow multiple bit flipping in each decoding iteration. To compute the number of bits that can be flipped in parallel, a criterion for determining the relationship between the erroneous bits in received code word is proposed. Using the proposed relation the proposed scheme can detect and correct a maximum of 3 erreneous hard decision bits in an iteration. The simulation results show that as compared to existing serial bit flipping decoding methods, the number of iterations required for convergence is reduced by 45% and the decoding time is reduced by 40%, by the use of proposed HWBF decoding. As compared to existing parallel bit flipping decoding methods, the proposed HWBF decoding can achieve similar bit error rate (BER) with same number of iterations and lesser computational complexity. Due to reduced number of decoding iterations, less computational complexity and reduced decoding time, the proposed HWBF decoding can be useful in energy sensitive mobile platforms.     

高效LDPC译码器的优化与FPGA实现

针对高效LDPC译码器设计过程中的参数选择问题,提出了针对Turbo译码消息传播（Turbo decoding message passing,TDMP）译码算法的离散密度进化算法。利用这种离散密度进化算法对译码算法中的校正因子及量化精度进行了优化。与传统的通过数值仿真进行优化的方法相比,本文算法效率大大提高,且效果显著。测试结果表明,优化的定点化译码器与纯浮点仿真相比性能只相差0.1 dB左右。在译码器实现结构设计中提出了一种基于分布式RAM的P消息循环存储结构,与传统的基于寄存器和Benes网络的存储器结构相比,资源消耗明显下降。在Xilinx公司的FPGA平台上进行了硬件实现与测试,结果表明与同类译码器相比在资源消耗和吞吐率上均有一定优势,是一种高效的LDPC硬件译码器。     

QC-LDPC码的高性能译码器实现

在对分层译码算法优化的基础上,提出一种多码率QC-LDPC译码器。采用改进的分层消息传播算法实现快速收敛,将译码迭代次数降到经典方法的50%以下。架构中用于存储中间置信信息的存储器数量只有4个,减少了芯片面积和功耗。校验节点置信度更新采用校正的整数量化的分层算法,降低了计算复杂度。选取的校正因子降低了译码器的误码率。基于该架构实现QC-LDPC译码器,融合3种码率,芯片规模为60万门,时钟频率为110 MHz,1/2码率的译码速率可达134 Mb/s。     

面向电力线通信的RA码自适应迭代译码方法

为降低信息在强干扰电力线信道中传输的误码率,对重复累积（RA）码的置信传播（BP）译码算法进行改进。修正BP译码算法中信息节点的初始值,利用自适应迭代译码减少译码过程中的迭代次数,并对译码进行预判决,降低了RA码译码复杂度、提高了译码效率。在Middleton A类电力线信道模型下仿真结果表明：改进后的译码方法在低信噪比区域与BP算法性能相近,而在较高信噪比区域改进后的算法与BP译码算法相比所需信噪比少约0.8 dB,并且显著减少了译码过程中的迭代次数。     

LDPC比特翻转译码算法的分析与改进

利用统计译码思想由LDPC（Low Density Parity Check）码校验矩阵通过矢量的线性组合构造出一个新的低密度校验矢量集合，并结合LDPC码并行比特翻转译码算法的环检测等特点的分析，提出了一种新的硬判决译码方案。仿真结果表明：改进算法在译码性能上接近BP算法，又保持了并行比特翻转算法迭代次数少的优点。     

基于消息传递的LDPC码硬判决解码算法建模

提出了一种以奇偶校验和作为消息传递的LDPC码硬判决的解码方案．该方案以奇偶校验方程是否满足约束为条件，从而决定接收分组中的错误位，并对错误位进行翻转．分析了迭代消息流传递机制和迭代解码过程，最后提出一种具体可实现的解码算法模型。