快速低密度校验码迭代译码量化算法

提出一种低密度校验码快速量化置信传播译码算法,其中量化电平标号作为定点算术操作数,运算由寻址表完成,中间计算以较高精度包含在表中.该算法具有明显低的时间复杂度,应用对称特性,可以显著降低所需存储容量;在不增加复杂度的前提下,可以方便地实现均匀及各种为改进性能而设计的非均匀量化方案;适当增加复杂度还可实现时变译码.该算法使低密度校验码在实际通信系统中的应用成为可能,同时它也用于实现快速仿真系统.仿真结果表明,6 bit非均匀量化优于均匀量化0.2 dB,低信噪比时已经接近连续译码,而高信噪比时比连续译码差0.2 dB.合适的高阶量化译码可以获得接近连续译码的性能,高信噪比时甚至优于连续译码.     

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．     

采用EMS算法的多元LDPC译码器的FPGA实现

针对多元低密度奇偶校验码(LDPC)译码器的资源消耗过大问题,设计了一种采用扩展最小和算法的低资源需求的多元LDPC译码器.采用以块为单位对信息进行迭代更新和Flooding传递调度策略的结构.为降低译码器的存储资源和逻辑资源,首先减小传递信息的深度,将变量节点更新和校验节点更新进行联合设计.同时,利用迭代时间差对变量节点更新和校验节点信息所需的资源进行复用.在具体实现中,对一个GF(64)域上码长为1044bit的非规则多元LDPC码,采用Xilinx公司XC4VLX60的现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片设计了译码器.与现有文献相比,所提出的译码器结构可节约54%的存储资源和逻辑资源,且提高了译码速度和吞吐量.     

快速低密度校验码迭代译码量化算法

提出一种低密度校验码快速量化置信传播译码算法，其中量化电平标号作为定点算术操作数，运算由寻址表完成，中间计算以较高精度包含在表中，该算法具有明显低的时间复杂度，应用对称特性，可以显著降低所需存储容量；在不增加复杂度的前提下，可以方便地实现均匀及各种为改进性能而设计的非均匀量化方案；适当增加复杂度还可实现时变译码，该算法使低密度校验码在实际通信系统中的应用比时已经接近连续译码，而高信誉噪比时比连续译码差0.2dB。合适的高阶量化译码可以获得接近连续译码的性能，高信噪比时甚至优于连续译码。     

一种有效的LDPC码伪码字搜索算法

为了获得影响低密度奇偶校验码线性规划译码性能的伪码字,通过深入分析有害的Tanner子图中变量节点位置与线性规划译码器输入分量位置的对应关系,提出了二元对称信道下低密度奇偶校验码的一种有效的低重量伪码字搜索算法．通过对基于交替方向乘子法的线性规划译码器输入向量叠加偏置噪声,经过有限次迭代搜索后可快速收敛到低重量伪码字． 仿真结果表明,与现有伪码字搜索算法相比,所提出的方法能够更准确地找到大量中短码长规则和非规则低密度奇偶校验码的低重量伪码字．     

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。     

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.     

用Richardson-Urbanke算法实现有效编码的非二元准循环LDPC码

为了实现有效编码,提出一类可以利用Richardson-Urbanke算法的非二元准循环低密度校验码（QC-LDPC）码. 校验矩阵的右侧部分列重均为2,可用来构造规则和非规则码. 对校验矩阵的约束保证了这类码具有线性编码复杂度. 仿真结果表明,所提出的码和高阶调制结合,其性能优于渐进边增长（PEG）构造的码,并可获得接近Shannon限的性能.     

联合迭代均衡译码算法

为了提高迭代分组判决反馈均衡器(IBDFE)的判决可靠性,引入低密度奇偶校验码(LDPC)对其加以改进。将均衡输出的信号经判决后送入LDPC译码器,译码后的值经数字调制再反馈给IBDFE,译码器与均衡器间充分交换信息进行联合迭代均衡译码。在水声多径情况下的仿真结果显示,改进算法在误码率为10-3时会比原算法有2dB的增益。     

基于动态门限截断策略的多元LDPC译码算法

针对多元低密度奇偶校验码(LDPC)译码算法复杂度较高的问题，设计了一种新的基于信息向量可靠度分布特征的动态门限截断策略。利用可靠度的最大值和次大值之间的差值动态选择截断门限阈值，以减少参与运算的有限域元素。在迭代过程中，根据该门限阈值进行信息筛选，使网格图上参与运算的状态数和边数更少，从而获得更低的平均译码复杂度。基于该策略，提出了一种基于动态门限策略的扩展最小和(DT-EMS)算法。仿真实验结果显示，所提算法在译码性能上与经典的多元和积算法和基于固定门限策略的扩展最小和算法等非常接近。此外，所提DT-EMS算法的复杂度低于基于固定门限策略的扩展最小和算法，并且明显低于多元和积算法的复杂度。     

改进的LDPC译码算法研究

基于LDPC码的BP译码简化算法,结合RMP调度和Offset最小和算法,提出了一种改进的LDPC译码算法。在相同的前提下,改进的译码算法在计算复杂度方面,与Offset最小和算法相比,改善了算法的收敛特性;采用优化的存储方式,降低了存储需求,适合硬件实现。仿真结果表明,改进的译码算法降低了平均迭代次数,减少了量化实现占用的存储单元。     

Implementation of low-density parity-check codes decoder for CCSDS standard

The complexity/performance balanced decoder for low-density parity-check (LDPC) codes is preferred in practical wireless communication systems. A low complexity LDPC decoder for the Consultative Committee for Space Data Systems (CCSDS) standard is achieved in DSP. An approximate decoding algorithm, normalized min-sum algorithm, is used in the implementation for its low amounts of computation. To reduce the performance loss caused by the approximation, the parameters of the normalized min-sum algorithm are determined by calculating and finding the minimum value of thresholds through density evolution. The minimum value which indicates the best performance of the decoding algorithm is corresponding with the optimized parameters. In implementation, the memory cost is saved by decomposing the parity-check matrix into submatrices to store and the computation of passing message in decoding is accelerated by using the intrinsic function of DSP. The performance of the decoder with optimized factors is simulated and compared with the ideal BP decoder. The result shows they have about the same performance.     

Nonbinary LDPC codes constructed based on cyclic difference families

This paper presents two classes of nonbinary LDPC codes based on cyclic difference families. A method of constructing nonbinary LDPC codes with various rates and over different fields is also proposed. A class of codes whose parity-check matrices consist of weight-2 columns, known as cycle codes, has girth 12, and it is also proved that these codes have a minimum distance of at least 6. Simulation results show that the constructed nonbinary LDPC codes outperform the binary and nonbinary codes derived from other constructions over the AWGN channel with BPSK modulation.     

具有完全线性编码复杂度的QC-LDPC码的构造方法及短环优化算法

为了降低低密度奇偶校验(Low-density parity-check,LDPC)码编码实现的复杂度,提出了一种完全线性编码复杂度的准循环低密度奇偶校验(Quasi-cyclic low-density parity-check,QC-LDPC)码的构造方法,并提出了相应的短环优化算法。通过该短环优化算法,可以使得构造的QC-LDPC码具有良好的环路特性。仿真结果表明:在加性高斯白噪声(Additivewhite gaussian noise,AWGN)信道条件下,本文构造的QC-LDPC码与IEEE 802.16e标准的QC-LDPC码相比,不仅编码复杂度更低,而且性能更优。     

基于非正则LDPC编码的OFDM高阶调制系统

为了改善OFDM系统的误码性能,研究了具有良好度分布的非正则LDPC码的生成算法,提出了一种基于非正则LDPC编码的OFDM高阶调制系统。仿真结果表明了基于非正则LDPC编码OFDM高阶调制系统具有良好的误比特率和误帧率特性。和无编码OFDM系统相比,非正则LDPC编码的OFDM系统采用QPSK及16-QAM调制时,在AWGN信道下,当误比特率(BER)为1-0 5时,分别节约7 dB和2.4 dB左右的信噪比;在R ay leigh衰落信道下,当BER为1-0 2时,分别节约9 dB和5 dB左右的信噪比。     

基于随机交织的分布式信源编码的实际设计

提出一种基于低密度奇偶校验（LDPC）码和随机交织器的对称Slepian-Wolf编码的实际设计方案.与已有方案不同,该方案对于具有相同速率的信源节点可以采用相同的LDPC编码器,只须通过不同的随机交织器就可以进行区分,使得系统的实现复杂度明显降低,尤其是在节点数量较大的情况下.该方案运用渐进边增长（PEG）算法对LDPC码的Tanner图进行优化,而在译码端利用信源之间的相关性进行联合迭代译码.在2、3个相关信源以及单个信源的特殊情形下的仿真结果表明,对于相关的非均匀信源,该方案在性能上优于已有方案.     

深空通信系统中高阶LDPC码的软定时同步算法

深空通信具有信号衰减严重,接收机信噪比低的特点,针对深空通信系统中高阶LDPC码定时同步实现困难的问题,提出一种码辅助定时同步算法．首先使用高阶LDPC码的译码软信息构造一种代价函数,进行大定时偏移的粗同步,其次基于最大似然准则,使用EM算法进行定时偏移的细同步．该算法将定时同步器、解调器与译码器联合迭代,利用高阶LDPC译码器输出的软信息辅助定时同步,并通过数字插值方式对过采样信号进行补偿,从而得到接近修正克拉美罗限的定时估计．仿真结果表明,在低信噪比条件下,算法能够在较大定时偏移范围内实现有效的定时同步,并以较低的复杂度获得近似理想的系统误码率性能．