删余低密度奇偶校验码的分析与设计

通信系统中在不同的信道条件下常采用不同的编码速率,删余码是实现这种策略的有效方式。该文基于高斯近似思想,分析了高斯白噪声信道上删余LDPC码的消息传递译码算法,并在推导出消息均值迭代公式的基础上提出了一种优化删余分布的方法。仿真结果表明,根据此优化方法设计的删余LDPC码在消息传递译码算法下,消息均值增长较快并且消息传递译码算法具有较快的收敛速度。     

基于串行消息传递机制的QC-LDPC码快速译码算法研究

针对准循环LDPC(QC-LDPC)码基于洪水消息传递机制译码算法的不足,该文提出了一种快速的分组串行译码算法。该算法通过将LDPC码的校验节点(或变量节点)按一定规则划分成若干个子集,在每一轮迭代过程中,依次对各个子集中的校验节点(或变量节点)并行地进行消息更新,提高了译码速度。同时根据分组规则,提出了一种有效的分组方法,并通过分析发现基于循环置换阵的准循环LDPC码非常适合采用这种分组译码算法进行译码。通过对不同消息传递机制下准循环LDPC码译码算法性能的仿真比较,验证了在复杂度不增加的情况下,该译码算法在继承了串行译码算法性能优异和迭代收敛快等优点的同时,极大地提高了准循环LDPC码的译码速度。分析表明,分组串行译码算法译码速度至少为串行译码算法的p倍(p为准循环LDPC码校验矩阵中循环置换阵的行数或列数)。     

基于振荡迭代的修正BP译码算法

针对中高信噪比(SNR)下低密度奇偶校验(LDPC)译码错误振荡迭代不收敛,提出了基于置信传播(BP)算法的修正LDPC译码算法,即软值归零BP算法。该算法通过将振荡迭代的变量节点传递的外信息置零,减少错误信道消息对迭代译码的影响,较大地改善了译码性能。而且,还给出了振荡迭代节点的判定准则,提高了振荡迭代节点判定的准确性。仿真结果表明,在中高信噪比区且译码迭代次数相同的情况下,该算法能比BP算法获得更好的译码性能。     

多元LDPC码列分层DBC译码算法

针对多元LDPC码扩展最小和（Extended Min Sum,EMS）译码算法收敛速度慢、运算复杂度高的问题,提出一种多元LDPC码列分层动态检泡（Dynamic Bubble-Check,DBC）译码算法。首先对变量节点按不同列重进行分层处理,译码时率先更新列重较大分层的变量节点消息,不同层之间采用串行方式进行消息传递,通过并串结合的方式降低译码迭代次数。在校验节点消息更新过程中,采用动态检泡方法减少EMS算法中的运算量,降低算法复杂度。仿真结果表明,在几乎不损失性能的前提下,该算法的平均最大迭代次数仅为EMS译码算法的50%,复杂度降低为EMS算法的50%。     

光通信系统中一种改进的LLR-BP译码算法

光通信系统中低密度奇偶校验(Low-density Parity-check,LDPC)码采用对数似然比置信传播(Log-likelihood Ratio Belief Propagation,LLR-BP)算法进行译码时,在高信噪比区域迭代译码过程中会出现变量节点外部信息振荡不收敛而导致译码纠错性能的降低.为满足光通信系统的要求,提出了一种削弱外部消息振荡的改进LLR-BP译码算法.该算法通过引入加权系数平衡前后两次迭代之间变量节点传递的外部信息,明显减缓了外部信息的振荡现象.仿真结果表明:与传统LLR-BP译码算法相比,该改进LLR-BP算法具有更佳的误码性能,同时降低变量节点外部信息振荡现象并加快了译码的收敛速度.     

一种改进的LDPC码译码算法

文中提出了一种改进的基于加权错误校验的LDPC码比特反转算法,该算法不需要软信息,译码时采用了设定判决门限的方法,减少了译码过程中的迭代次数和译码复杂度.仿真结果表明:对于高Girth、低码率的LDPC码,该算法达到了比多种利用软信息的比特反转算法更少的迭代次数和更优异的性能.     

LDPC码的信道自适应迭代译码算法

中短长度LDPC码采用BP迭代译码时,在低信噪比区,大量的经过多次迭代仍不能纠正的错误帧造成了平均迭代次数的大大增加;在中高信噪比区,比特对数似然比值的振荡造成了译码性能的降低。为了减少低信噪比区的平均迭代次数,提高中高信噪比区的译码性能,本文提出了一种LDPC码的信道自适应迭代译码算法。该算法采用基于校验和错误模式的预判决机制和消息加权平均算法,通过低信噪比区预判决机制的主导作用来减少平均迭代次数,通过中高信噪比区消息加权平均算法的主导作用来抑制因比特LLR值振荡而形成的错误帧,从而实现译码算法与信道变化特征的自适应,提高了译码效率。仿真结果显示,相对于BP译码算法,该译码算法在低信噪比区减少了平均迭代次数而译码性能没有显著变化,在中高信噪比区提高了译码性能而平均迭代次数没有明显增加。     

一种改进的LDPC码硬判决译码算法

LDPC码的硬判决译码通常是利用比特翻转算法(BF)以及在其基础上改进的加权比特翻转算法(WBF)来实现的,但是前者算法性能较差,而后者的复杂度较高,为了让译码算法能够兼顾其性能和复杂度,针对之前的BF以及WBF算法,提出了一种改进的LDPC码硬判决译码算法,该算法能够在前两次迭代中完成多个比特位的翻转.仿真结果表明,这种改进的算法可以在性能损失较小的条件下,大大降低算法的复杂度,从而提高译码的效率,减轻硬件的负担.     

一种改进的LDPC码低复杂度最小和算法

研究了低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码的单最小值最小和(Single-Minimum Min-Sum,SMMS)算法,为了提高译码性能,在此基础上提出一种信道自适应可配置LDPC码最小和译码(Adaptive Configurable Min-Sum,ACMS)算法。ACMS算法在BP译码时的横向消息迭代更新过程中,LLR次小值用一个基于迭代次数的估算参数与最小值相加来取代,同时根据每次判决时的错误比特个数对不同信噪比下的估算参数进行动态修正。仿真结果表明,ACMS算法整体上提高了译码性能而仅增加少量复杂度。     

基于变量节点可靠度的洗牌置信传播算法

提出了一种新的低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码串行译码策略.该方法基于原有的LDPC码串行译码策略,根据来自信道的初始消息的可靠度对变量节点或校验节点进行均匀分组.对所提方法的误码率与平均迭代次数进行了分析.仿真结果表明:该策略的性能比原来的LDPC码串行译码策略有很大提高.     

Novel modified min-sum decoding algorithm for low-density parity-check codes

The problem of improving the performance of min-sum decoding of low-density parity-check(LDPC)codes is considered in this paper.Based on rain-sum algorithm,a novel modified min-sum decoding algorithm for LDPC codes is proposed.The proposed algorithm modifies the variable node message in the iteration process by averaging the new message and previous message if their signs are different.Compared with the standard min-sum algorithm,the modification is achieved with only a small increase in complexity,but significantly improves decoding performance for both regular and irregular LDPC codes.Simulation results show that the performance of our modified decoding algorithm is very close to that of the standard sum-produet algorithm for moderate length LDPC codes.     

改进的离散字母表迭代译码算法研究

为了优化LDPC迭代译码性能和降低算法复杂度,提出了一种改进的基于Gallager A算法的2b离散字母表迭代译码算法。在每一轮迭代中,Tanner图上的校验节点与变量节点之间所传递的消息有1b表示符号值,另1b反映码字结构特性,其中变量节点更新规则是通过查表法来实现的。在二元对称信道下针对列重为3的规则LDPC码做了仿真实验,仿真结果表明该算法性能明显优于原算法,并且具有较低的复杂度。     

Efficient Serial Message-Passing Schedules for LDPC Decoding

Conventionally, in each low-density parity-check (LDPC) decoding iteration all the variable nodes and subsequently all the check nodes send messages to their neighbors (flooding schedule). An alternative, more efficient, approach is to update the nodes' messages serially (serial schedule). A theoretical analysis of serial message passing decoding schedules is presented. In particular, the evolution of the computation tree under serial scheduling is analyzed. It shows that the tree grows twice as fast in comparison to the flooding schedule's one, indicating that the serial schedule propagates information twice as fast in the code's underlying graph. Furthermore, an asymptotic analysis of the serial schedule's convergence rate is done using the density evolution (DE) algorithm. Applied to various ensembles of LDPC codes, it shows that for long codes the serial schedule is expected to converge in half the number of iterations compared to the standard flooding schedule, when working near the ensemble's threshold. This observation is generally proved for the binary erasure channel (BEC) under some natural assumptions. Finally, an accompanying concentration theorem is proved.     

基于相对残余度的LDPC码置信传播译码调度算法(英文)

Two Relative-Residual-based Dynamic Schedules(RRDS) for Belief Propagation(BP) decoding of Low-Density Parity-Check(LDPC) codes are proposed,in which the Variable code-RRDS(VN-RRDS) is a greediness-reduced version of the Check code-RRDS(CN-RRDS).The RRDS only processes the variable(or check) node,which has the maximum relative residual among all the variable(or check) nodes in each decoding iteration,thus keeping less greediness and decreased complexity in comparison with the edge-based Variable-to-Check Re...     

LDPC短码的编译码研究

这里研究了原模图LDPC码和BP译码算法,首先提出了一种基于PEG算法构造原模图LDPC码的算法,该码字在码率为1/2,码长256比特的情况下,译码性能超过了PEG算法,然后针对LDPC短码不可避免存在四环的特殊性,提出了一种修正四环中变量节点迭代信息的BP译码改进算法,使得具有四环的LDPC短码的译码性能得到较大提升。     

AWGN信道下LDPC码的译码算法研究

在高斯白噪声(AWGN)信道情况下,针对LDPC码的译码算法进行深入分析后,对适用于低密度奇偶校验(LDPC)码的硬判决译码算法与软判决译码算法进行了仿真与对比分析,并通过引入乘性校正因子以降低软判决算法中对数域置信传播(LLR-BP)算法的变量消息相关性。仿真分析表明改进后的LLR-BP算法与原算法相比,在几乎不增加计算复杂度的情况下,其译码纠错性能得到了明显的改善。因而改进后的LLR-BP算法具有明显的优越性。     

改进LDPC解码算法的DSP实现

LDPC码作为一种新兴的信道编码,已经成功应用于欧洲数字卫星广播(DVB-S2)系统。在LDPC的消息传递解码算法中,Log-BP算法是最优的,但是算法中两次非线性运算增加了实现的复杂度。而Min-Sum算法复杂度低,但却有0.5 dB的性能损失。通过高斯逼近密度进化算法对在Min-Sum算法中引入的规范化因子进行寻优后发现,改进的算法基本不增加复杂度,却能达到与Log-BP算法非常接近的性能,最后在AD公司的DSP上实现了这一算法。     

基于FPGA的不可分层LDPC码译码器

针对不可分层LDPC码无法采用分层译码算法的问题,设计了一种新型的LDPC码分层译码器。与传统分层译码器的结构不同,新结构在各层间进行并行更新,各层内进行串行更新。通过保证在不同分层的同一变量节点不同时进行更新,达到分层译码算法分层递进更新的目标。选用Altera公司的CycloneⅢ系列EP3C120器件,实现码率3/4,码长8 192的(3,12)规则不可分层QC-LDPC码译码器的布局布线,在最大迭代次数为5次时,最高时钟频率可以达到45.44 MHz,吞吐量可以达到47.6 Mbps。