LDPC/Turbo双模译码器技术发展与前景综述

Turbo码和LDPC码的性能接近Shannon理论极限,有着很强的抗衰落和抗干扰的能力,因此特别适合在卫星通信、深空通信、移动通信、无线接入等无线通信系统中运用.目前LDPC/Turbo双模译码器技术还没有形成相对成熟、完整的理论体系,对相关研究的系统性总结工作仍然相对缺乏.我们首先回顾了LDPC/Turbo双模译码器的发展现状,其次详细总结了译码器结构以及SISO的实现方法,并对其进展情况和特点分别进行总结分析.最后,就双模译码器研究中现存的问题加以分析,并探讨了其发展趋势.     

极化码译码算法研究现状及发展前景

极化码是目前唯一被理论证明可以达到香农极限的线性纠错信道编码,已经成为5G标准的信道编码技术方案.针对具有线性复杂度的接续删除译码算法进行了仿真.针对接续删除算法的高译码时延,深入研究了每个时钟周期的计算特点,并且介绍了各种改进方案.针对上述存在的不足进行分析和总结得到了新的研究方向,最后说明了极化码与LDPC码、Turbo码多模译码器的研究可行性.     

Quasi-cyclic LDPC code construction for implementation of parallel joint row-column decoding

针对普通低密度校验(LDPC)码制约行列联合(JRC)译码算法并行度提高的问题,基于块渐进边增长(BPEG)算法,提出了一种用于并行JRC译码的LDPC码构造方法.该方法构造的准循环LDPC码(QC-LDPC)基矩阵由含r(r为大于1的整数)行的行组构成,允许一个行组内的r行进行并行JRC运算.仿真结果表明,用上述构造方法构造的LDPC码与BPEG码的误码性能相当.硬件实现表明,用此构造码的并行译码器的速率能达到典型传统准循环译码器的3倍以上,为面向译码器的LDPC码构造提供了范例.     

LDPC码在WiMax中的实现方法

WiMax(移动宽带无线接入)的第二代标准802.16e在业务承载与提供服务速度方面具有的独特优势及广泛的市场应用前景,使其成为近几年通信市场发展的一个热点。它能够在50公里的半径内提供高速的无线数据服务,网络连接速度能达到每秒70兆。正是由于这种远距离传输特性,WiMax将不单作为解决无线接入的技术,还能作为有线网络接入(Cable、DSL)的无线扩展,方便地实现边远地区的网络连接,使其成为现有无线局域网技术的远程版。LDPC(Low density parity check)是Gallager最早于1962年提出的一种具有稀疏校验矩阵的分组纠错码,亦称Gallager码。由于LDPC码有很好的抗衰落性,较高的编码增益,在WiMax系统的实际应用中,接收机在较低的信噪比情况下仍然可以维持较低的误码率,从而使覆盖范围得到提升。所以在目前802.16e系统设计方案中,LDPC码已列为一个推荐的编码方法。本文论及LDPC码在ieee 802.16物理层中的应用并提出了应用的硬件实现的改进方法。     

短波参数对LDPC码的影响

LDPC码是迄今为止试验中最接近Shamon极限的信道编码，也为短波通信指出了发展方向。本文分析了在短波信道下LDPC码的性能随码长、迭代次数、编码速率的变化，展示了其优良的性能。     

IEEE802.11ac中LDPC译码性能测试

LDPC译码器性能直接影响接收机性能的优劣.该文详细分析基于EEE802.11 ac的下一代无线局域网中LDPC码的编码参数,介绍了BP译码算法、Log-BP算法、最小和译码算法、分层修正MS译码算法的优缺点,并利用Matlab搭建IEEE802.11ac系统测试链路,测试了4种算法的误码性能.分层修正译码算法最适合ASIC实现,同时经测试得到适合硬件实现的译码迭代次数为20,归一化因子为0.75,为LDPC译码器设计提供参考.     

光纤通信系统中一种LDPC码的性能分析

本文阐述了LDPC码的基本原理,又提出了一种构造简单、编码容易实现的低密度奇偶校验（LDPC）码的构造方法,并仿真验证了该LDPC码在光纤信道环境下的译码性能。     

适合行列合并译码算法的LDPC码的构造

针对低密度奇偶校验(LDPC)码译码器使用行列合并(RCJ)译码算法时存在的流水线冲突问题,提出了一种构造适合行列合并译码算法的LDPC码的方法。该构造方法在渐进添边(PEG)构造算法的基础上,加入行运算顺序的约束条件,使得利用该算法构造的LDPC码在行运算顺序上相邻两行内的非零块不同时共用一列,从而避免了硬件布局布线冲突,减少了流水线延时,提高了译码速率。仿真结果表明,用这种方法构造的LDPC码与全球微波互联接入(WiMAX)标准给出的LDPC码的译码性能相当,而且有效地减少了译码迭代次数,降低了硬件实现复杂度,提高了LDPC译码器吞吐率。     

基于DRP交织器的Turbo码高码率设计

删余是构造高码率Turbo码的主要方法,删余方案对于Turbo码的性能有重要影响。介绍Turbo码的原理,将DRP交织器和删余方案综合考虑,实现Turbo码的高码率。仿真结果表明,该综合设计具有优异的性能。     

基于比特可靠性的LDPC码编译码算法

提出了一种基于比特可靠性的低密度奇偶校验(LDPC)码编码算法和一种加权置信传播(BP)译码算法.该编码算法首先利用蒙特卡罗仿真得到LDPC码各个比特节点的出错概率,然后用已知信息替换易出错比特节点进行编码;该译码算法根据比特节点可靠性的差异,在译码时为每个比特节点赋予相应的权值,以调整它们对译码的影响程度.仿真表明,新的编译码算法使得系统性能大大提高,同时加快了译码迭代收敛速度.