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．     

LDPC码的一种低复杂度BP译码算法

针对低密度奇偶校验(LDPC)码的BP译码算法在每一次迭代过程中,都要对全部比特和校验信息进行更新,存在计算量大、译码效率低的问题,提出了一种改进的BP译码算法.由于不同的比特节点和校验节点,其可靠程度不同,对BP译码的贡献也不同,为此给出了一种新的可靠性判断准则：采用每个比特的非法校验数和每次迭代过程中比特的伪后验概率的差来判断比特的可靠性,认为非法校验数小、伪后验概率差大的节点具有较高的可靠度.对可靠性较高的比特,下一次迭代过程中不参与更新,只更新那些有可能发生错误的比特.仿真结果表明,改进的BP译码算法在损失极少译码性能的情况下,大大地减少了迭代过程中的计算量,提高了译码效率.     

基于LDPC码的MIMO-OFDM系统联合迭代检测译码

针对宽带无线通信系统对高可靠性和高速率数据传输的要求,本文介绍了一种基于LDPC码的MIMO-OFDM宽带无线通信系统模型.结合MIMO-OFDM的软判决检测和LDPC码的软对数似然比译码,本文给出了系统的一种低复杂度高性能的联合迭代检测译码算法.仿真结果表明,采用该译码方案对系统的性能有明显改善.     

LDS多用户检测和LDPC码译码的联合迭代算法

为了提高低密度扩展(LDS)系统性能对LDS多用户检测算法进行研究,提出了一种LDS非正交多址系统中多用户检测和信道编码译码联合迭代的方案.将各用户低密度奇偶校验码(LDPC)译码后的软信息回传给多用户检测器,提高了多用户符号检测的可靠性,而多用户检测性能的提高又进一步提高了LDPC码译码的性能.在相同条件下与多用户检测和LDPC码译码单独进行的方案进行了仿真对比,结果表明,联合迭代算法明显改善了误比特率,系统负载越大,联合迭代带来的性能改善也越大.同时,联合迭代还缩小了不同用户误码性能的差异且即使在系统负载达到200％时,误码性能也与单用户的性能相差不大.联合迭代算法在不增加接收机计算复杂度的情况下,显著提升了LDS系统的性能.     

G.hn标准下适合芯片设计的QC-LDPC译码算法

针对G.hn标准中QC-LDPC译码算法设计,提出了一种适合芯片设计的算法。该算法从LDPC译码过程的调度机制和节点更新算法2方面研究了其不同组合下的译码算法的性能和复杂度,实现了适合G.hn标准QC-LDPC译码算法———LBP-NMS算法。仿真结果表明,该算法最大迭代次数为10,误码性能良好,计算量较低,能满足G.hn标准下芯片设计的需要。     

级联编码MIMO系统的迭代检测算法

针对BCH-LDPC级联编码的MIMO系统,提出一种外码译码反馈联合迭代检测译码算法。该算法在迭代检测译码结构的基础上,引入外码硬判决译码反馈。MIMO检测器利用反馈的硬判决信息,经过映射处理后用于更新检测器的检测列表,以减小迭代检测译码算法的运算量。同时,利用外码译码结果直接计算部分LDPC码译码初始信息,提高软信息的可靠性,从而提高系统性能。仿真结果表明,与迭代检测译码算法相比,所提算法能够使处理一帧数据时的平均检测次数减少57.1%,从而降低算法运算量。同时由于外码译码反馈的引入,所提算法至少能够获得0.2 d B性能增益。     

一种加速收敛的LDPC码置信传播译码算法

分析了LDPC码置信传播译码算法,研究了置信传播译码算法过程中传递消息的收敛特性,提出了一种旨在降低算法迭代次数的修正的BP算法．仿真结果表明,该算法的迭代次数约为标准BP算法的1／2,但性能的恶化并不大     

基于自纠正最小和的LDPC译码改进算法

针对低密度奇偶校验码(LDPC)中非零元素含量较低,导致在译码过程中存在节点信息可靠度判定不够准确的问题,本文提出了一种基于自纠正最小和的LDPC译码改进算法。分析置信传播(BP)译码算法的迭代规律,利用最小和算法的第一最小值和第二最小值设置变量节点信息的修正阈值,改进自纠正最小和算法。采用次序统计量理论获取与两个最小值对应的归一化因子,阻止不可靠变量节点信息在迭代译码过程中的传递扩散。仿真结果表明:在误比特率为10^-5时,该算法可获得约0.2 dB的译码性能增益,平均迭代次数最多可降低18.2%,证明所提算法可有效提高译码性能和迭代收敛性能。     

基于马尔可夫的LDPC码围长检测研究

LDPC码是目前最好的信道编码技术之一,由于其校验矩阵中存在短环,采用和积等迭代译码算法时将会降低译码性能.因此,围长是目前设计LDPC码的一个很重要的方面,检测与消除短环已成为提高LDPC码译码性能的重要措施.在基于校验矩阵的环路检测定理基础上,根据马氏链的特点和最大熵原理,将校验矩阵转化为转移概率矩阵,给出了一种基于转移概率矩阵的围长检测方法,在理论上给予证明,且进行了仿真,结果表明该方法对不同的校验矩阵具有很好的围长检测效果,且能对其状态进行分类判别.     

基于LDPC码的图像水印盲检算法

根据数字水印系统与通信系统的相似性,借助通信中的LDPC码和交织技术可提高盲水印算法的鲁棒性。在DCT域设计并实现了一种盲数字水印算法。该算法采用LDPC码作为水印信道编码,对图像水印传输进行差错控制,把通过LDPC码编码后的水印序列嵌入原始图像频域,在提取时采用LDPC码的迭代译码算法。实验结果表明：该算法对于常见的图像攻击具有很强的鲁棒性,并且具有很好的视觉不可见性。     

一种改进的水声信道载波恢复盲均衡算法

针对超指数迭代判决反馈盲均衡算法在水声通信系统中表现出收敛性差的问题,提出了一种带二阶锁相环的改进超指数迭代判决反馈盲均衡算法．该算法基于对修正超指数迭代算法误差函数的分析,提出了一种新的、能够快速收敛的误差函数,并有效提高了载波恢复能力; 在判决反馈均衡器中引入二阶数字锁相环,实现对相位旋转的跟踪和补偿,从而实现对原始发射信号的正确恢复．在两种水声信道条件下,采用两种调制信号分别对算法的收敛性能和载波恢复性能进行了计算机仿真,结果表明: 在混合相位信道环境中,新算法相比超指数迭代判决反馈算法在均方误差、收敛速度上得到很大改善; 在具有相位旋转的信道环境中,新算法实现了对相位旋转的有效补偿,改善了载波恢复性能．     

LDPC编码超宽带系统的迭代多用户检测算法

为了有效抑制多址干扰,提出了一种低复杂度的LDPC编码的超宽带系统的迭代多用户检测算法.所提出的迭代接收结构有3个级:脉冲检测器、符号检测器和信道译码器,每一级输出的软信息作为下一次迭代的先验信息.采用简化的超宽带离散时间信号模型,使接收机复杂度大大降低.仿真结果表明,所提出的算法明显优于传统的准多用户检测算法,并且经过少数次的迭代,即可有效抑制多址干扰,达到单用户的性能.     

LS-MIMO系统基于经典迭代法的低复杂度检测算法

针对大规模多输入多输出（LS-MIMO）系统最小均方误差（MMSE）检测算法计算复杂度高的问题,提出了基于经典迭代法的低复杂度信号检测算法,包括Jacobi迭代法、高斯-赛德尔迭代法和逐次超松弛迭代法. 从精确解的近似值出发,在较少的迭代次数中可获得高效而精确的解,而且计算复杂度相比MMSE检测算法下降一个数量级. 仿真结果表明,迭代检测算法经过有限的迭代能够达到近似MMSE检测算法的误码率性能.     

适用LDPC码的基于最小均方误差准则的改进译码算法

提出了一种适用于LDPC码的基于最小均方误差准则的UMP BP-based改进译码算法。该算法结合了两种UMP BP-based改进译码算法(normalized UMP BP-based译码算法和offset UMP BP-based译码算法)的处理方法，并基于最小均方误差准则得到相应的归一化因子和偏移量因子。仿真结果表明，当使用码长为1008，码率为1/2的(3,6)规则LDPC码时，所提算法和上述两种算法相比，在BER=10-6时，可以节省0.03dB。     

基于后验概率判决的动态迭代停止算法

针对窄带低信噪比应用环境,提出了一种Turbo码与连续相位调制(CPM)级联的迭代接收方案。根据CPM的Rimoldi分解模型,引入Turbo迭代检测机制,利用软输入软输出(SISO)解调和译码算法,将内、外迭代相结合达到信息共享及纠错互补的目的。为了减小解调译码迭代时延,对不同迭代时刻译码器输出似然值进行推导分析,提出了一种基于后验概率判决(APPD)的动态迭代停止算法,并建立Turbo-CPM系统模型进行仿真。仿真结果表明:本文算法具有比流水线级联更优异的纠错性能,不仅可以有效减小迭代时延,而且能够改善系统的收敛性和可靠性。     

BICM系统中一种低复杂度的迭代解映射算法

比特交织编码调制(BICM)系统中迭代解映射算法具有与调制阶数和星座点数的乘积相关的计算复杂度,不利于实时应用.为了降低其复杂度,针对采用LDPC编码的BICM系统,提出了一种利用硬判决结果进行反馈的简化迭代算法,并在无反馈信息的首次迭代时采用了基于判决边界的软信息算法.仿真结果表明,算法在高斯白噪声下与软信息迭代算法的性能只有0.04~0.06 dB的差距,但其计算复杂度仅与调制阶数相关,利于实际应用.     

具有线性编码复杂度的非规则LDPC码

针对LDPC码的迭代编码算法提出了一种具有下三角结构的非规则LDPC码校验矩阵的构造方法。仿真结果表明:在MSK调制及BPSK调制情况下,根据本文提出的构造方法所构造出的LDPC码不仅具有线性的编码复杂度及矩阵构造和存储简单的优点,同时具有较强的纠错能力。     

Overlapped layered belief-propagation LDPC decoding algorithm

An Overlapped Layered-BP(OLBP) decoding algorithm is proposed aiming at further increasing the convergence speed and enhancing the error performance of the Layered Belief-Propagation(LBP) algorithm. In this algorithm, more than one sub-decoders are used to decode simultaneously, and sub-decoders have different check node updating orders from each other. The most reliable messages are kept and used for the next iteration for every check node, and thus a faster convergence can be provided. Simulation result shows that, compared with the LBP algorithm, the OLBP algorithm possesses a better error performance as well as a higher convergence speed and introducing no extra storage requirement. Moreover, the proposed algorithm is effective for both regular and irregular LDPC codes.     

基于L-M优化算法的多幅岩心荧光图像拼接

在多幅岩心荧光图像的拼接中,为了减小累计误差造成的拼接畸变,提出了一种基于L-M(Levenberg-Mar-quardt)算法的全局优化方法。该方法是在每一幅图像的初始球面投影参数的基础上,采用L-M算法进行迭代计算,在迭代过程中根据增长率δ的取值实时调整阻尼因子μ,从而不断更新迭代方向和迭代步长,求出最优投影参数集,使所有图像的全部的特征点经球面变换后的误差距离总和最小,实现全局配准。把该算法应用到多幅岩心荧光图像的拼接中,解决了累计误差造成的畸变问题,获得了满意的拼接效果。     

Rate-compatible network LDPC codes

A rate-compatible puncturing algorithm for network LDPC codes is proposed to achieve the minimum error probability, and decoding error probability is derived. The algorithm for finding variable nodes to be deleted based on the tanner graph of network LDPC codes is proposed, which is aimed at minimizing the decoding error probability and optimizing the puncturing pattern. Simulation results illustrate that, at BER=10^-4, the proposed rate-compatible network LDPC codes have a coding gain of about 0.4dB compared with the codes obtained via the existing punctured methods.