多码率并行LDPC编码器的设计与实现

空间数据系统咨询委员会标准推荐了可应用于深空通信的准循环低密度校验码.但为了在同一系统实现码率可选择LDPC编码器,并解决低速率串行编码问题,该文设计并实现了多码率并行LDPC编码器的FPGA方案.根据该码的结构,设计了改进的串行和并行转换模块来保证正确地编码,并合理安排生成矩阵的存储结构和数量,以便编码通过简单的地址控制完成多码率选择编码.经分析和验证,该编码器在不增加单一码率编码资源前提下,能分别按所选码率完成不同码率编码.     

基于加权图的准循环低密度奇偶校验码构造算法

提出了大围长准循环低密度奇偶校验码低复杂度构造方法,主要基于加权图来确定满足大围长基矩阵待定位置容许值集合．这些集合无须通过逐一试用所有可能数值来确定,因而大大降低了准循环低密度奇偶校验码的构造复杂度．仿真表明该算法构造出的准循环低密度奇偶校验码具有大围长,且具有好的性能．     

基于码率兼容LDPC码的多中继协作自适应传输

为适应动态信道条件,提高传输可靠性,基于增量冗余混合自动重传请求和码率兼容低密度奇偶校验码（RC-LDPC）,研究了多中继选择的速率自适应中继协作传输体制.针对中继节点的随机分布和特定分布,提出2种不同的中继选择协作方案,并给出了系统中断概率和吞吐量性能的表达式.数值分析和仿真结果表明,在中继节点的特定分布下引入中继之间的相互协作,可同时显著提高系统的中断概率和吞吐量性能.     

面向5G的递增冗余HARQ传输方案研究

针对原有固定重传起始位置方案所存在的问题,基于第5代移动通信系统（5G）的混合自动重传请求（HARQ）传输策略,提出了一种重传位置灵活可变的动态低密度校验码递增冗余HARQ传输方案.与5G标准中的现有方案相比,在每次传输长度相同的情况下,该方案具有较低的译码复杂度和译码时延.仿真结果表明,所提出的方案在不同初传码率和不同调制方式下比5G现有方案均有一定的性能提升.     

CDTTB标准中LDPC码的编码结构设计

中国数字地面电视广播标准采用准循环低密度校验码(QC-LDPC codes)作为其信道编码的内码。根据该类LDPC码的准循环特性,该文提出了一种基于流水线方式的半并行编码结构,可实现发射机中LDPC码的多码率编码;在满足系统净荷数据率的前提下,合理规划多种寄存器,充分复用硬件资源,降低其消耗。使用编程门阵列(FPGA)实现此结构,通过验证,证明了该结构编码结果正确,资源利用率较低。     

相关衰落信道上LDPC码的性能分析

该文使用高斯近似算法,推导相关Nakagami-m衰落信道上采用最大比合并分集接收的低密度奇偶校验码的误比特率闭合表达式.基于离散密度进化算法,计算低密度奇偶校验码无误译码时的信噪比门限值.仿真结果表明高斯近似能够较好的估计相关Nakagami-m衰落信道上低密度奇偶校验码的性能.     

块衰落信道下串联多链空间耦合LDPC码设计

为改善空间耦合低密度奇偶校验码在块衰落信道下的性能,基于空间耦合低密度奇偶校验码的原模图结构特性,提出一种能够实现满分集的串联多链空间耦合低密度奇偶校验码集。该码集通过交换各子链相同位置上变量节点的边连接将多条子链进行耦合,使不同衰落块之间具有强相关性,从而能有效地避免由于信道深衰落引起的中断。根据原模图外信息转移算法,分析了该码集的无限长性能,并进一步通过置信传播译码算法得到该码集的有限长性能。仿真结果表明,所提出的串联多链空间耦合低密度奇偶校验码集能够有效地提升空间耦合低密度奇偶校验码在块衰落信道下的性能。     

素域上规则及准规则低密度校验码的构造

提出在素域上构造正则及近正则低密度校验码的一种新方法。采用这一方法构造的低密度校验码具有良好的结构。与被广泛研究的低密度校验码array codes as LDPC codes做了仿真比较，结果表明：此方法构造的低密度校验码采用迭代译码时具有优良的性能。     

基于密度进化的低密度校验码的最小和量化译码器的算法设计

低密度校验码量化译码器的设计对低密度校验码的实用化有重要意义.本文根据密度进化理论,对规则/非规则的低密度校验码提出了一种算法,该算法能优化最小和均匀/非均匀量化译码器的设计.与连续和积译码器相比,用此算法设计的最小和量化译码器虽然性能稍有损失,但是译码器中的运算仅涉及整数加法运算,极大地降低了计算复杂度.     

利用大衍数列构造QC-LDPC码的方法

提出了一种基于大衍数列构造准循环低密度校验码的方法.该方法利用大衍数列固定项差对应的值单调递增的特点,构造出的校验矩阵不含有长度为4的环,具有准循环结构,节省了校验矩阵的存储空间.仿真表明,取10-5误码率,在高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下,基于大衍数列构造的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码比基于斐波那契数列构造的QC-LDPC码有接近1dB的增益;在高斯白噪声信道下,基于大衍数列构造的QC-LDPC码比阵列低密度奇偶校验码有接近3dB的增益.     

用于多址接入信道的LDPC码优化设计

将低密度校验码（LDPC）用于多址接入信道,直接采用不同的校验矩阵作为区分用户的唯一特征;采用一种简化算法对多址接入信道因子节点的消息进行更新,并为多用户低密度校验码的消息传递过程设计了高斯近似密度进化算法,在此基础上用差分进化算法对非规则低密度校验码的度序列进行优化设计．分析和仿真结果表明,所设计的非规则低密度校验码在多址接入信道中具有良好性能．     

变速率调制在宽带瑞利衰落中的性能分析

探讨了宽带移动通信传播环境中,瑞利衰落信道对固定速率调制的影响,并研究了变速率调制在宽带瑞利衰落信道中的可行性.研究重点为衰落速率和块长对调制的影响以及此种调制的频谱效率.给出了宽带移动通信中应用变速率调制方法的约束条件,并通过大量仿真进行了验证.     

一种适于实时语音纠错编码的LDPC码

设计了一种适于对声码器输出码流进行前向纠错编码的半规则化低密度奇偶校验码（LD-PC码）。该低密度奇偶校验码具有编、译码简单,存储量少,易于硬件实现等特点。同时对汉明码、卷积码、低密度奇偶校验码在AWGN信道下的传输性能进行了仿真比较。结果表明,长度适合的LDPC码误码性能超过汉明码、卷积码。     

低密度校验码研究及其新进展

对低密度校验（LDPC）码的基本原理进行了介绍,包括了它的基本特性、编码方式以及可信传播迭代译码算法,在非规则图上构造的低密度校验码和GF（q)域上构造的低密度校验码是近年来新的研究成果。文中对这两种性能优异的编码方法的性能和特点进行了分析,并对低密度校验码今后研究的重点和方向提出了展望。     

基于FPGA的低密度奇偶校验码编码器设计

为提高准循环低密度奇偶校验码(LDPC）编码过程中矩阵与向量乘法运算的运算速度,提高编码器的吞吐率,提出采用对数循环移位器实现这一运算的方案.设计了WIMAX标准中码率为1/2 ,码长为2 304的LDPC码的编码器.利用该码的校验基矩阵经过重组后可得到一个相邻的奇数行与偶数行非负元素所在的列号互不相同的矩阵的特点,在编码器的设计中充分利用了资源共享,采用6个对数循环移位器完成该码编码过程中的12组矩阵与向量乘法的并行运算.时序仿真和实际硬件测试的结果表明：与其他方法相比,该方案有效地降低了系统资源消耗,提高了吞吐率．     

优化稀疏LU分解的LDPC编码算法研究

中国移动多媒体广播标准中采用了高度结构化低密度校验码编码.针对该低密度校验码非系统码和非准循环特性,设计了一种基于LU分解的编码算法,巧妙地设计了紧凑的矩阵存储方式,修正了行重列重乘积最小化的优化准则,提出了优化的稀疏LU分解.仿真计算结果表明,相对其他文献中的算法,所提稀疏LU分解得到的L和U中元素"1"的个数减少10%,具有更好的稀疏性,进一步降低了编码算法的时间复杂度.因此,基于优化稀疏LU分解的低密度校验码编码算法在中国移动多媒体广播标准实际应用中具有较好的前景.     

高速率GNSS电文多进制编码调制技术

为解决导航电文信息速率制约导航系统性能的问题,提出了一种基于码移键控调制和多进制低密度奇偶校验码的新型全球卫星导航系统（GNSS）信号编码调制技术.在-130 dBm的接收电平、误码率不大于10^-7的指标下,该技术可以达到1 500 bit/s的有效信息速率,并且具有信号结构简单、与现有GNSS信号兼容性强等优势.理论分析和仿真结果证明,该技术突破了现有卫星导航信号体制下的信息速率极限,能够克服复杂信号结构造成的难以独立捕获跟踪的问题,在卫星导航系统中有比较重要的实用价值.     

一种Tanner图短环计数新方法

短环是影响低密度校验码迭代译码性能的重要因素．利用树结构展开的思想,通过分析无效短环和重复短环对计数结果的影响,得出了低密度校验码的一个短环计数公式．利用这一公式,提出了一种基于树结构展开的Tanner图短环计数算法,可对任意给定长度的短环进行计数,从而克服了现有短环计数算法仅能对特定长度短环计数的缺点．对一些典型低密度校验码的短环数量统计结果表明这种算法的正确性．     

基于LDPC码的HARQ系统仿真

为有效和可靠地传输数据,在不降低数据传输速率的条件下,最大限度地减小误码率,提高系统吞吐量,利用Matlab和Simulink平台共同仿真了混合自动重传请求HARQ（HybridAutomaticRepeatRequest）系统。该系统使用低密度奇偶校验码LDPC（Low—DensityParity—CheckCode）作为前向纠错码FEC（ForwardErrorCorrection）,采用SR—ARQ（AutomaticRepeatRequest）机制,即选择重传机制,对出错的数据分组进行重传,通过type-I型HARQ方式进行重传控制,完成了混合自动重传请求系统的构建和模型设计。同时结合编程仿真分析了不同码长、不同码率的码字在利用重传控制机制前后系统的吞吐量差别。仿真结果表明,使用重传控制机制后的系统吞吐量性能有所提高。     

LDPC码在水下语音通信中的性能

在水下数字语音通信中,由于水下信道固有噪声的影响,在接收端必然会产生一定的误码。为了减少误码,实现水下语音信号的可靠传输,本文提出将低密度校验码(LDPC)这种接近香农极限的信道编码技术应用于水下语音通信。根据语音编码的特点,选用(1152,576)、行重为6、列重为3、码率为1/2的LDPC码,并将其与典型的码率为1/2的(2,1,8)卷积码进行比较。试验结果表明,采用本文提出的水下语音通信系统,在信噪比大于1.5dB时都可以实现可靠的语音通信,比传统的卷积码减少了1.0dB。