多径衰落信道下LDPC码初始译码消息研究

LDPC码初始译码消息是LDPC码密度演进研究的必要条件。本文简述了LDPC码的相关基础知识．重点研究了Rician衰落信道及Rayleigh信道下LDPC码的初始译码消息的概率密度．给出了译码消息的对称性和稳定性的表达，探讨了BP和BP_based两种译码方法的初始消息的概率密度形式，对于不同信道参数和译码算法下的初始消息的概率聚集函数（PMF：Probability Mass Function）进行了比较。     

Rice信道下LDPC码密度进化的研究

应用低密度奇偶校验(LDPC)码译码消息的密度进化可以得到码集的噪声门限,依此评价不同译码算法的性能,并可以用来优化非正则LDPC码的次数分布对。该文首先以Rice信道下正则LDPC码为例,讨论了不同量化阶数及步长时BP,BP-based 和offset BP-based 3种译码算法的DDE(Discrete Density Evolution)分析,接着在offset BP-based译码算法的DDE分析基础上,采用差分进化方法对Rice信道下非正则LDPC码的次数分布对进行了优化,得出了相应的噪声门限。最后,给出了Rice信道下码率为1/2的优化非正则LDPC码的概率聚集函数(PMF)进化曲线。     

串行级联LDPC码及其传输性能分析

提出了一种简化的LDPC译码算法,以减小译码算法的复杂度.以非规则LDPC码作为内码,串联一个高码率规则LDPC码作为外码,可降低或消除错误平层.将此串行级联LDPC码在M-QAM调制信道上进行了仿真分析,结果表明其性能优于RS码,可有效利用带宽,同时保证数据可靠传输.     

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。     

卷积LDPC码在瑞利信道下的性能分析

本文研究了卷积LDPC码在瑞利衰落信道下的译码性能,给出了瑞利信道下,卷积LDPC码的译码算法,在同等条件下对比了卷积LDPC码在高斯信道和瑞利衰落信道下的译码性能。     

低密度校验码量化译码研究

介绍了基于置信传播算法的LDPC码和积译码算法，分析其密度进行化特性，对不同消息空间中的量化译码问题进行研究，对采用不同量化方案时LDPC码在AWGN信道下的译码性能进行了仿真。仿真结果表明相对连续译码，中间变量6bit均匀量化会带来约0．4dB左右的损失，而10bit非均匀量化性能明显得到改善。合适的高阶量化译码可以获得接近连续译码的性能。     

一种新的终止LDPC迭代译码算法

在传统的卫星广播系统中,信道纠错通常采用BCH码级联LDPC码的方案以达到良好的误码率性能,例如DVB-S2系统。作为内码的LDPC码通常采用迭代译码,且迭代次数较高才能实现比较好的系统性能。借助BCH级联LDPC的结构,文中提出了将BCH检错嵌套进LDPC每一次迭代译码过程中的新的迭代译码结构。仿真结果表明,新算法以较低的BCH码检错运算复杂度换取了LDPC码迭代次数的明显下降,从而极大降低了迭代译码总体复杂度和译码时延,且整体纠错性能与原始LDPC译码后BCH纠错的算法相比基本保持不变。     

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.     

LDPC码的不可检测译码错误分析

纠错性能良好的LDPC码同时具有良好的检错性能。本文介绍了LDPC码的不可检测译码错误概率上限，讨论了不可检测译码错误与码参数的关系，提出对于特定构造的LDPC码，在基于AWGN信道传输和置信传播迭代译码时，可以应用迭代过程中连续消息的密度进化来分析不可检测译码错误概率，并给出了一些短码长高码率情况下的仿真结果。     

LDPC码的改进译码算法

由于短帧长LDPC码存在很多环路,其译码性能不具有最优性.本文首先推导了有环路LDPC码的概率译码算法,然后在传统的概率译码算法引入了修正系数,从而减小了环路对译码性能的影响.仿真结果表明,采用改进的译码算法可以提高译码性能.     

Analysis of sum-product decoding of low-density parity-check codesusing a Gaussian approximation

Density evolution is an algorithm for computing the capacity of low-density parity-check (LDPC) codes under message-passing decoding. For memoryless binary-input continuous-output additive white Gaussian noise (AWGN) channels and sum-product decoders, we use a Gaussian approximation for message densities under density evolution to simplify the analysis of the decoding algorithm. We convert the infinite-dimensional problem of iteratively calculating message densities, which is needed to find the exact threshold, to a one-dimensional problem of updating the means of the Gaussian densities. This simplification not only allows us to calculate the threshold quickly and to understand the behavior of the decoder better, but also makes it easier to design good irregular LDPC codes for AWGN channels. For various regular LDPC codes we have examined, thresholds can be estimated within 0.1 dB of the exact value. For rates between 0.5 and 0.9, codes designed using the Gaussian approximation perform within 0.02 dB of the best performing codes found so far by using density evolution when the maximum variable degree is 10. We show that by using the Gaussian approximation, we can visualize the sum-product decoding algorithm. We also show that the optimization of degree distributions can be understood and done graphically using the visualization     

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.     

RS码与LDPC码的联合迭代译码

针对RS码与LDPC码的串行级联结构,提出了一种基于自适应置信传播(ABP)的联合迭代译码方法.译码时,LDPC码置信传播译码器输出的软信息作为RS码ABP译码器的输入;经过一定迭代译码后,RS码译码器输出的软信息又作为LDPC译码器的输入.软输入软输出的RS译码器与LDPC译码器之间经过多次信息传递,译码性能有很大提高.码长中等的LDPC码采用这种级联方案,可以有效克服短环的影响,消除错误平层.仿真结果显示:AWGN信道下这种基于ABP的RS码与LDPC码的联合迭代译码方案可以获得约0.8 dB的增益.     

Memory-efficient sum-product decoding of LDPC codes

Low-density parity-check (LDPC) codes perform very close to capacity for long lengths on several channels. However, the amount of memory (fixed-point numbers that need to be stored) required for implementing the message-passing algorithm increases linearly as the number of edges in the graph increases. In this letter, we propose a decoding algorithm for decoding LDPC codes that reduces the memory requirement at the decoder. The proposed decoding algorithm can be analyzed using density evolution; further, we show how to design good LDPC codes using this. Results show that this algorithm provides almost the same performance as the conventional sum-product decoding of LDPC codes.     

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)。     

基于二分图的乘积码迭代译码算法

该文给出了由汉明分量乘积码构造广义低密度(GLD)码的一般方法。基于所得稀疏矩阵的二分图,并结合分组码与低密度校验(LDPC)码的译码算法,设计出一种新颖的可用于乘积码迭代译码的Chase-MP算法。由于所得二分图中不含有长度为4和6的小环,因而大大减少图上迭代时外信息之间的相关性,进而提高译码性能。对加性高斯白噪声(AWGN)及瑞利(Rayleigh)衰落信道下,汉明分量 (63,57,3)2 乘积码的模拟仿真显示,该算法能够获得很好的译码性能。与传统的串行迭代Chase-2算法相比,Chase-MP算法适合用于全并行译码处理,便于硬件实现,而且译码性能优于串行迭代Chase-2算法。     

基于联合判决消息传递机制的LDPC码译码算法研究

采用消息传递算法(Message passing algorithm)对LDPC码进行译码时,变量消息的振荡会引起错误的发生.本文以(600.300)非规则LDPC码仿真实验为例分析了不同译码效果下判决消息均值的分布特点,并结合环的特点,分析了译码产生错误判决的原因.研究了"纠删"型消息传递机制和联合判决迭代停止准则,针对判决消息出现振荡情况,提出以"纠删"方式处理变量消息的更新,并结合变量节点判决消息均值分布趋势与伴随式结果确定迭代终止条件.在此基础上,提出一种新的LDPC码译码算法.仿真分析表明,新的译码算法能够在减少迭代次数和降低译码复杂度的同时,有效提高译码的纠错性能.     

A high‐performance belief propagation decoding algorithm for codes with short cycles

The simplicity of decoding is one of the most important characteristics of the low density parity check (LDPC) codes. Belief propagation (BP) decoding algorithm is a well‐known decoding algorithm for LDPC codes. Most LDPC codes with long lengths have short cycles in their Tanner graphs, which reduce the performance of the BP algorithm. In this paper, we present 2 methods to improve the BP decoding algorithm for LDPC codes. In these methods, the calculation of the variable nodes is controlled by using “multiplicative correction factor” and “additive correction factor.” These factors are obtained for 2 separate channels, namely additive white Gaussian noise (AWGN) and binary symmetric channel (BSC), as 2 functions of code and channel parameters. Moreover, we use the BP‐based method in the calculation of the check nodes, which reduces the required resources. Simulation results show the proposed algorithm has better performance and lower decoding error as compared to BP and similar methods like normalized‐BP and offset‐BP algorithms.     

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。