DTMB标准LDPC码译码算法分析与改进

在置信传播算法的基础上提出了一种新LDPC译码算法,采用串行消息传递机制,且对校验节点更新运算进行了简化,提高了译码收敛速度,并降低了译码复杂度.通过对应用于DTMB标准中的LDPC码进行性能仿真,结果表明改进后的译码算法在BER=3×10-6处译码性能比传统的BP算法劣化不到0.1 dB,而译码的平均迭代次数要减少50%.     

外部信息自适应更新的SCMA系统译码方案

现有上行稀疏码多址接入（Sparse Code Multiple Access,SCMA）通信系统采用的译码算法中,基于串行策略的消息传递算法（Message Passing Algorithm,MPA）因其在每次迭代过程只选择单个消息进行更新,存在着收敛速度较慢等问题。针对以上问题,提出外部信息自适应更新的MPA算法,每次迭代过程中自适应选取多个残差值较大、相互独立的节点,更新其外部信息以达到提高计算效率的目的。仿真结果表明,该算法可有效提升译码性能,在计算复杂度与译码性能之间取得了较好的平衡。     

光传输系统中一种分组Turbo码的新颖译码算法分析

基于遗传算法与Chase译码算法的各自优势,提出了一种降低运算复杂度并加快译码速度的新颖分组Turbo码(BTC)译码算法.与传统的Chase译码算法相比,该译码算法降低了译码复杂度且加快了译码速度.仿真分析表明,该算法较传统的Chase译码算法在误码率为10-6时提高了约1.15 dB的净编码增益(NCG),具有良好的纠错性能.因而它是一种适用于光传输系统且实用性较强的新颖BTC译码算法.     

一种基于新度量准则的极化码SCLF译码算法

为了解决串行抵消(Successive Cancellation,SC)译码算法在中短码长情况下译码性能不佳的问题,在SC译码算法的基础上增加路径列表和比特翻转方法得到一种改进的串行抵消列表翻转(Successive Cancellation List Flip,SCLF)译码算法.该算法利用比特翻转构建最不可靠的信息位集合,称为翻转集合(Flipping Set,FS),同时提出一种新的度量法则来缩小FS的范围、提高FS的准确率.仿真结果表明,随着信噪比的增大,所提出的SCLF译码算法误块率(Block Error Rate,BLER)有较大提升,当BLER为10-3时,SCLF(码长N=256,列表大小L=8)译码算法的增益比SC(N=256)译码算法提升了 0.55 dB;当BLER为10-4时,SCLF(N=256,L=8)译码算法的增益比CA-SCL(N=256,L=8)译码算法提升了 0.22 dB;当BLER为10-5时,SCLF(N=256,L=16)译码算法的增益比CA-SCL(N=256,L=16)译码算法提升了 0.17 dB.     

光通信中基于分组Turbo码的一种改进Chase译码算法

为了适应光通信发展的要求,依据分组Turbo码(BTC)传统Chase译码算法的分析,提出了一种基于不对等可靠位数的改进新译码算法。使用该算法在每次迭代时将产生一个可靠度参数对外部信息进行修正,从而提高BTC的译码性能。仿真结果表明:在误码率(BER)为10-5且迭代4次的情况下,新BTC译码算法与传统Chase译码算法相比,其净编码增益(NCG)提高了0.9dB,并且在最差情况下给系统增加的译码复杂度都不大。     

低复杂度校验节点调度的LDPC串行译码算法

置信传播算法（BP）是低密度校验码（LDPC）一种常用的译码算法。为了改善动态调度算法（IDS）在提高BP算法译码性能时复杂度较高的缺陷,提出了一种基于校验节点的串行消息更新策略（Min2-CSBP）。该策略定义了一种基于校验节点的可靠度测度并能近似表征对应的校验节点的可靠程度。可靠度测度仅用于确定消息更新的次序,而在消息更新的计算中仍然采用精确的概率值。每次迭代中对可靠度按升序排序并按此顺序进行消息更新。随后,对Flood算法、CSBP算法、NW-RBP算法及Min2-CSBP算法进行了复杂度对比。仿真结果表明:在使用LDPC短码时,Min2-CSBP算法比Flood算法及CSBP算法显著提高了误码率性能,并减少了迭代次数。      

一种基于错误集的极化码改进SCL译码算法

针对极化码在中短码长时纠错性能的不足,提出了一种基于错误集的极化码改进串行抵消列表(Successive Cancellation List of Polar Codes Based on Error Set,ES-SCL)译码算法。该算法首先根据极化码的信道特性构造错误集,在极化码编码时根据错误集中的元素设置奇偶校验(Parity Check,PC)位,其余位置则放置信息比特和冻结比特,译码器在译码PC位时,每条路径通过校验函数得到PC位的比特估计,不执行路径分裂和剪枝,其余位置则执行SCL译码。仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道下,当码长为512,码率为0.5,误块率为10-5,最大译码列表数为8时,相较于PC-PSCL译码算法以及CA-SCL译码算法,所提出的ES-SCL译码算法获得了约0.18和0.15dB的增益;当码长为256,码率为0.5,误码率为10-5,最大译码列表数为8时,相较于CA-SCL,PC-PSCL译码算法,获得了约0.3和0.35dB的增益;此外,采用部分比特分裂译码的ES-SCL译码算法可以在误块率与PC-PSCL译码算法几乎相同的情况下,减少约50%的排序次数,具有更低的译码复杂度。     

LDPC码的一种高效加权比特翻转译码算法

针对低密度奇偶校验(LDPC)码中加权比特翻转(WBF)译码算法在迭代过程中绝大多数情况都是进行单比特翻转,导致译码效率低并且可能会发生比特翻转"死循环"的现象,提出一种更为高效的加权比特翻转(EWBF)算法.该算法对翻转阈值进行了改进,使得每次迭代能够翻转多个比特,提高译码效率,并且能够避免译码过程出现的翻转"死循环"现象.仿真结果表明,所提译码算法与WBF算法、改进的WBF(MWBF)算法和IMWBF(Improved MWBF)算法相比,平均迭代次数分别降低51.6%~56.2%、49.6%~54.2%和48.1%~51.3%;而在译码性能方面,算法性能接近甚至优于IMWBF算法,当最大迭代次数设定为30次时,相比于IMWBF算法,在误码率为10-4时可获得0.92 dB的增益.     

多进制高斯信道下四进制LDPC码的实现

四进制低密度校验码(Low-Density Parity-Check Code,LDPC)具有较好的抗突发差错性能。为了进一步改善系统的性能并适当降低其复杂度,在二进制LDPC码的基础上,主要研究短码长四进制LDPC码,并在原有串行译码算法的基础上对其改进,提出一种基于校验点准确度的串行译码算法。仿真结果表明,在多进制高斯信道条件下,对于短码而言,改进的串行译码算法性能要优于串行译码算法,在误码率为10-2时,能获得0.25 d B的编码增益。     

基于CNN扰动的极化码译码算法

针对中短码长下串行抵消(SC)算法性能较差,且串行抵消列表(SCL)算法复杂度较高等问题,根据译码纠错空间理论,该文提出了一种基于卷积神经网络(CNN)扰动的极化码译码算法.对SC译码失败的接收序列,通过CNN产生相应的扰动噪声,并将该扰动噪声添加到接收信号中,然后根据重新计算的似然信息进行译码.仿真结果表明:与SC译码算法相比,所提出的算法约有0.6 dB的增益,与SCL(L=16)译码算法相比,该算法约有0.1 dB的提升,且平均复杂度更低.     

大气弱湍流信道下松弛极化码译码方法

针对自由空间光通信中存在的大气湍流降低通信系统误码性能的问题,提出了基于松弛极化码的分段式极化码-循环冗余校验-串行抵消列表(PC-CRC-SCL)译码方法,并将其用于自由空间光通信系统中,在大气弱湍流强度下进行了仿真分析。仿真结果表明:与完全极化码的分段式CRC-SCL译码方法相比,在误码率为10-4时,基于松弛极化码的分段式PC-CRC-SCL译码方法获得0.3 dB的编码增益,且编译码的复杂度降低10%~20%,对自由空间光通信系统误码性能有明显的改善。     

A novel BTC decoding algorithm based on the genetic algorithm in optical communication systems

Combining the advantages of both the genetic algorithm （GA） and the chase decoding algorithm, a novel improved decoding algorithm of the block turbo code （BTC） with lower computation complexity and more rapid decoding speed is proposed in order to meet the developing demands of optical communication systems. Compared with the traditional chase decoding algorithm, the computation complexity can be reduced and the decoding speed can be accelerated by applying the novel algorithm. The simulation results show that the net coding gain （NCG） of the novel BTC decoding algorithm is 1.1 dB more than that of the traditional chase decoding algorithm at the bit error rate （BER） of 10^-6. Therefore, the novel decoding algorithm has better decoding correction-error performance and is suitable for the BTC in optical communication systems.     

LDPC码串行解码算法建模

消息传递机制是影响LDPC码解码性能的重要因素。简要介绍了Gallager提出的LDPC码和基于洪水消息传递机制的和积解码算法。在此基础上引入基于校验节点的串行消息传递机制并提出具体可实现的解码算法模型。该串行解码算法按照校验节点一定的顺序进行消息处理和传递,保证更新的消息能够马上进入迭代过程,从而改善消息传递的收敛特性;同时充分利用消息间相互关联的特点,融合消息传递步骤,可以降低所需的存储容量,简化解码复杂度。分别应用洪水解码算法和串行解码算法在AWGN信道下进行性能仿真。仿真结果表明串行解码算法使解码性能得到明显提高。     

基于MSK和LT码的联合迭代译码算法

传统的简单级联编码调制系统在译码时会造成软信息损失.提出了一种基于MSK和LT码的联合软迭代译码算法,设计了算法的系统模型.利用LT码的软译码和MSK调制的SISO算法,进行联合软迭代译码,提高了编码调制系统的性能.仿真结果表明:在误码率为10-4时,提出的算法比传统的简单级联编码调制算法约有1.5 dB的编码增益.     

LDPC Decoding by Failed Check Nodes for Serial Concatenated Code

The use of serial concatenated codes is an effective technique for alleviating the error floor phenomenon of low‐density parity‐check (LDPC) codes. An enhanced sum–product algorithm (SPA) for LDPC codes, which is suitable for serial concatenated codes, is proposed in this paper. The proposed algorithm minimizes the number of errors by using the failed check nodes (FCNs) in LDPC decoding. Hence, the error‐correcting capability of the serial concatenated code can be improved. The number of FCNs is simply obtained by the syndrome test, which is performed during the SPA. Hence, the decoding procedure of the proposed algorithm is similar to that of the conventional algorithm. The error performance of the proposed algorithm is analyzed and compared with that of the conventional algorithm. As a result, a gain of 1.4 dB can be obtained by the proposed algorithm at a bit error rate of 10^?8. In addition, the error performance of the proposed algorithm with just 30 iterations is shown to be superior to that of the conventional algorithm with 100 iterations.     

纠正随机错误与长突发删除的多进制乘积码研究

考虑多进制LDPC码的符号特性，以及对其残留错误和删除的分析，本文采用多进制LDPC码作为内码，相同Galois域下的高码率RS码作为外码来构造多进制乘积码；并提出了一种低复杂度的迭代译码方案，减少信息传输的各类错误。在译码时，只对前一次迭代中译码失败的码字执行译码，并对译码正确码字所对应的比特初始概率信息进行修正，增强下一次迭代多进制LDPC译码符号先验信息的准确性，减少内码译码后的判决错误，从而充分利用外码的纠错能力。仿真结果显示，多进制乘积码相较于二进制LDPC乘积码有较大的编码增益，并通过迭代进一步改善了性能，高效纠正了信道中的随机错误和突发删除。对于包含2%突发删除的高斯信道，在误比特率为10-6时，迭代一次有0.4 dB左右的增益。      

一种基于增强奇偶校验码级联极化码的新型编译码方法

极化码作为一种纠错码,具有较好的编译码性能,已成为5G短码控制信道的标准编码方案。但在码长较短时,其性能不够优异。提出一种基于增强奇偶校验码级联极化码的新型编译码方法,在原有的奇偶校验位后设立增强校验位,对校验方程中信道可靠度较低的信息位进行双重校验,辅助奇偶校验码在译码过程中对路径进行修剪,以此提高路径选择的可靠性。仿真结果表明,在相同信道、相同码率码长下,本文提出的新型编译码方法比循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)码级联极化码、奇偶校验(parity check,PC)码级联极化码误码性能更优异。在高斯信道下,当码长为128、码率为1/2、误码率为10-3时,本文提出的基于增强PC码级联的极化码比PC码级联的极化码获得了约0.3 dB增益,与CRC辅助的极化码相比获得了约0.4 dB增益。     

A novel QC-LDPC code based on the finite field multiplicative group for optical communications

A novel construction method of quasi-cyclic low-density parity-check(QC-LDPC) code is proposed based on the finite field multiplicative group,which has easier construction,more flexible code-length code-rate adjustment and lower encoding/decoding complexity.Moreover,a regular QC-LDPC(5334,4962) code is constructed.The simulation results show that the constructed QC-LDPC(5334,4962) code can gain better error correction performance under the condition of the additive white Gaussian noise(AWGN) channel with iterative decoding sum-product algorithm(SPA).At the bit error rate(BER) of 10-6,the net coding gain(NCG) of the constructed QC-LDPC(5334,4962) code is 1.8 dB,0.9 dB and 0.2 dB more than that of the classic RS(255,239) code in ITU-T G.975,the LDPC(32640,30592) code in ITU-T G.975.1 and the SCG-LDPC(3969,3720) code constructed by the random method,respectively.So it is more suitable for optical communication systems.