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。     

对数似然比置信传播算法的改进

改进对数似然比置信传播(LLR BP)算法,以提高其对低密度奇偶校验(LDPC)码的译码性能。在变量节点间加入信道响应相关性,并在算法中预设迭代次数,以使变量节点间传递的外部信息达到平衡,降低外部信息震荡现象,并保障译码不会因所需迭代次数过大而终止。改进型LLR BP算法可降低误码率,并在信噪比(SNR)较小时降低译码迭代次数。     

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.     

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%。     

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。     

一种应用于不可分层LDPC码的并行分层译码算法

该文针对不可分层LDPC码无法利用分层算法进行译码的问题,提出了一种并行分层置信度传播(Parallel-Layered Belief-Propagation,PLBP)译码算法。与传统分层算法不同,该算法在译码时并行进行各层更新,串行进行层内各行更新。这种译码机制使得同一变量节点在各层内不同时进行更新,从而实现各变量节点在一次迭代中分层递进更新的算法目标。仿真表明,在不增加译码复杂度的情况下,该文提出的PLBP算法与传统的洪水算法相比,误码性能更优,而且所需要的平均迭代次数降低了约50%。此外,PLBP算法采用了合并的节点更新运算,最终使该算法达到的译码速度约为洪水算法的4倍。     

基于平均概率和停止准则的多元LDPC码加权符号翻转译码算法

为了提高多元低密度奇偶校验(LDPC, low density parity-check)码符号翻转译码算法的性能并降低译码的复杂度,提出了基于平均概率和停止准则的多元LDPC码加权符号翻转译码(APSCWSF, average probability and stopping crite-rion weighted symbol flipping)算法。该算法将校验节点邻接符号节点的平均概率信息作为权重,使翻转函数更加有效,提高符号的翻转效率,进而改善译码性能。并且通过设置迭代停止准则进一步加快算法的收敛速度。仿真结果显示,在加性高斯白噪声信道下,误符号率为10?5时,相比WSF算法、NSCWSF算法(Osc=10)和NSCWSF算法(Osc=6),APSCWSF算法(Osc=10)分别获得约0.68 dB、0.83 dB和0.96 dB的增益。同时,APSCWSF算法(Osc=6)的平均迭代次数也分别降低78.60% ~79.32%、74.89% ~ 75.95% 和67.20% ~70.80%。     

引入混洗策略和改进变量节点更新的最小和译码算法

低密度奇偶校验码属于一种线性的分组码,近年来得到了很大的关注。目前被广泛应用的最小和（MS）算法译码损失较多,而且该算法属于洪泛调度,译码收敛速度较慢。为此提出了引入混洗策略和改进变量节点更新的MS(shuffled-VNU-MS)译码算法,该改进算法在本次迭代中更新某列校验节点信息时,可以利用到前序列最新的变量节点信息,且变量节点信息是通过加权因子平均后的信息。仿真结果表明：当码长为256,码率为0.5,误码率为10-5时,本文改进的译码算法shuffled-VNU-MS相比MS算法,编码增益提高了约0.92 dB。当信噪比为0时,本文改进算法译码收敛速度相比MS算法提高了约52%。     

LDPC码的一种高效加权比特翻转译码算法

针对低密度奇偶校验(LDPC)码中加权比特翻转(WBF)译码算法在迭代过程中绝大多数情况都是进行单比特翻转,导致译码效率低并且可能会发生比特翻转"死循环"的现象,提出一种更为高效的加权比特翻转(EWBF)算法.该算法对翻转阈值进行了改进,使得每次迭代能够翻转多个比特,提高译码效率,并且能够避免译码过程出现的翻转"死循环"现象.仿真结果表明,所提译码算法与WBF算法、改进的WBF(MWBF)算法和IMWBF(Improved MWBF)算法相比,平均迭代次数分别降低51.6%~56.2%、49.6%~54.2%和48.1%~51.3%;而在译码性能方面,算法性能接近甚至优于IMWBF算法,当最大迭代次数设定为30次时,相比于IMWBF算法,在误码率为10-4时可获得0.92 dB的增益.     

基于子迭代次数的LDPC码改进动态调度算法

为了降低低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码的译码算法复杂度,提高译码性能,结合基于残余值的动态译码NW-RBP算法和最小和算法,提出了一种基于子迭代次数的改进NW-RBP算法,将此算法称为NW-RBPF算法。该算法在进行残余值计算时利用最小和进行计算,并且根据子迭代过程中每行迭代更新的次数,由仿真得出的收敛因子计算对残余值的补偿值。仿真结果表明,该算法的译码性能相比NW-RBP算法提高了0.05 dB,收敛速度提高了1.5倍,并且其贪婪性降低,是一种适用于LDPC码,且译码性能良好、实现复杂度较低的译码算法。     

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。     

一种动态加权的LDPC译码方法

为了加快低密度奇偶校验（LDPC）码的译码速度,有效改善LDPC码的译码性能,针对校验节点更新过程中的对数似然比（LLR）值的大小,设计了一种LDPC码的动态加权译码方法。以IEEE 802.16e标准的奇偶校验矩阵为例,根据LLR值的变化规律,利用增长因子和抑制因子对和积译码算法和最小和译码算法进行动态加权。仿真结果显示,基于动态加权的译码方法相对于传统译码方法误码率都有明显改进,译码复杂度也有所降低。     

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.     

一种低迭代次数的极化码置信传播译码算法

针对置信传播(Belief Propagation,BP)译码算法在迭代次数较多时吞吐量和译码时延性能提升受限的问题,提出了一种低迭代次数的极化码BP译码算法,通过采用比特翻转和子信道冻结的方式,降低译码过程中的迭代次数.仿真结果表明,相对于传统极化码BP译码算法(设置最大迭代次数为40次),所提算法在信噪比为3 dB...     

基于分组排序的码率兼容打孔LDPC码BP译码算法

由于在一定码率范围均能获得良好的误码性能,码率兼容打孔LDPC(rate-compatible punctured LDPC,RCP-LDPC)码成为时变信道下优选编码方案。然而,与非打孔码相比,RCP-LDPC码的BP译码收敛速度太慢。为了提高译码收敛速度,提出一种基于打孔变量点分组优化和串行调度的BP译码算法。根据BP译码消息的可靠度对打孔变量点进行排序和分组,使其在译码时,按可靠度由高到低的次序依次更新各组变量点消息。仿真结果表明,当最大译码迭代次数较低时,本文方法的误码性能优于BP算法和随机分组洗牌BP算法。特别是当打孔比特较多时,性能改善越明显。     

一种适用于Turbo译码的新型迭代停止算法

针对Turbo码迭代译码延时大的问题,本文提出了一种加速译码的新型迭代停止方法,该方法利用了两个分量译码器输出的对数似然比LLR(Logarithm Likelihood Ratio)的统计特性,简称为LCB(LLR Characters Based)算法.同现存的经典停止准则相比,在相同的比特误码率性能下,新方法有效的降低了译码平均迭代次数,加速了Turbo码译码,可应用于流媒体信号传输系统.     

多元LDPC码Min-max自适应译码算法

为了降低多元低密度奇偶校验(Low-density parity check,LDPC)码Min-max译码算法的运算量,提出一种自适应Min-max(Adaptive Min-max,AMM)译码算法.该方法以Min-max算法为基础,以每次迭代后的校验节点错误率(Check-node Error Rate,CER)为调节参数,采用自适应算法对变量节点的向量长度进行截短,去除置信度较低的分量,仅对置信度较高的分量进行更新.当CER降低到一定程度时,对校验节点个数进行自适应截短,仅对不满足校验方程的校验节点进行消息迭代更新,进一步降低AMM算法的复杂度.仿真结果表明,在相同误码性能条件下,AMM算法运算量较固定长度截短的Min-max算法减少20％.     

LDPC码中一种基于节点残余的BP译码算法

研究了基于变量节点传递到校验节点的信患残余的LDPC码BP译码(VC-RBP)算法.此算法是一种利用节点间残余信息动态调度的置信传播算法,有着译码速度快、误码率性能优良、复杂度较低的优点.类似于信息残余LDPC码的BP译码(RBP)算法,但在残余信息的计算时有所不同.仿真结果表明,该算法在误码率为10<'-4>、迭代次数为10时优于RBP算法0.28 dB.     

基于整数运算的LDPC码改进最小和译码算法

对高斯信道下低密度奇偶校验码(Low-Density Parity-Check Codes)的传统译码算法进行深入研究,提出了基于整数运算的LDPC码改进最小和译码算法.相对于归一化最小和算法(Normalized Min-Sum),该算法根据每次迭代的判决情况增加了一个校正因子,使译码性能得到提高,经过整数量化后易于硬件实现.仿真结果表明,该算法在2.1 dB时性能优于LLR BP算法,且运算复杂度较低,译码速率较快.     

一种交叠的Shuffled-BP LDPC译码算法

Shuffled-BP(SBP)译码算法是一种基于变量节点的串行消息传递译码算法,其收敛速度快于原有的置信度传播译码算法,然而由于实际工程实现中的半并行化处理,其收敛速度和误码性能均有所降低。为了进一步提高SBP算法的性能,该文提出一种交叠的Shuffled-BP(Overlapped Shuffled-BP, OSBP)译码算法。该算法采用若干个相同的子译码器以不同的更新顺序同时进行更新,对于每个变量节点,在每次迭代更新后选取最可靠的信息参与下一次迭代,以此提高迭代的收敛速度。理论分析和仿真实验均表明,在不增加额外存储空间的条件下,OSBP算法相比于SBP算法有着更优的误码性能以及更快的收敛速度。此外,提出的OSBP算法对于规则和不规则LDPC码均有效。