Improved Soft Cancellation Decoding of Polar Codes

极化码的SCAN（Soft Cancellation）算法以更低的复杂度实现了优于BP（Belief Propagation）算法的译码性能,但因为基于SC（Successive Cancellation）算法,使得其不仅在对中短码长极化码译码时纠错性能不理想还具有较大的译码时延。借鉴SCL（Successive Cancellation List）算法的思想,从两方面对SCAN算法进行了改进：一是在SCAN译码过程中加入易错信息比特的分支译码,提升了软信息的准确性;二是在SCAN译码时使用部分迭代译码,降低了计算量和译码时延。以增加少许存储空间复杂度为代价,与原SCAN算法相比,改进的SCAN算法在纠错性能、译码效率和简化计算量等方面都得到了改善。     

一种有效的FG-LDPC译码方法

基于有限几何低密度奇偶校验码（FG-LDPC）译码性能、复杂度和时延，提出了一种混合比特翻转（BF）和大数逻辑译码（MLG）的译码方法。在比特翻转译码过程中，一种有效度量相关校验可靠性的方法被提出。经过BF迭代译码后，再由MLG译码。译码过程不涉及浮点运算，降低了复杂度，减小时延。仿真表明新的译码方法比原有加权比特翻转（WBF）算法性能提高了0.3dB。     

一种动态自纠正最小和LDPC码的译码算法

针对低密度奇偶校验（LDPC）码的译码算法复杂度和译码性能的均衡,为了提高译码算法的可靠性和适用性,在自纠正最小和（SCMS）算法的基础上,提出了一种动态自纠正最小和（DSCMS）算法.该算法在迭代译码的过程中,根据变量节点消息设置阈值,明确了SCMS算法中对消息可靠性的判断,提高了算法的误码特性和收敛特性.仿真结果表明,所提出的DSCMS算法的误码性能和收敛性能都要优于SCMS算法及其改进算法.当编码效率为1/2时,DSCMS算法与SCMS算法相比,最多能降低7.15%的迭代次数.     

基于并行预测控制的Turbo码译码结构

提出一种基于并行预测控制的Turbo码译码结构. 通过建立预测控制模块(PCA)来预测分量译码器第n+1次的译码外部信息值. 相比于传统的并行译码方案,基于PCA模块的PPC-Turbo结构可以降低译码算法的复杂度,并减少译码时延. 通过对单次外部信息值预测（6～9次）及复次外部信息值预测（6+8、7+9次）,对比了外部信息预测的变化趋势及不同帧长（1?024、512、256、128、64帧）情况下的译码时延,验证了译码时延的减少. 在帧长为1?024、信噪比为0～2?dB时,对译码器2第6～8次的外部信息进行了单次预测,比较了PPC-Turbo与Turbo的误比特率(BER)性能,结果表明,两者的BER非常接近,预测控制模块可以代替分量译码器的一次译码迭代.     

一种全新的Turbo-MIMO接收机方案

为有效克服MIMO中多发送天线引入的空间干扰,结合Turbo编码提出了一种全新和高效的接收机方案。该方案修正了Turbo软迭代译码算法,同步进行干扰检测和Turbo译码,从信息论的角度可以更充分地利用接收的信息。多接收天线可以对判决似然比和迭代译码的外部信息提供分集增益,从而进一步提高系统性能。该方案克服了传统的空时技术,比如STBC（空时分组码）和BLAST（空时层处理）的发送天线、发送时隙以及接收天线间的约束限制。仿真结果从系统性能和迭代参数证实了算法的有效性。     

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.     

Turbo码软输入/软输出最大后验概率译码模型

根据Turbo码软输入／软输出译码结构,对其最优译码算法：最大后验概率（MAP）译码算法进行研究,探讨了软信息这一概念,并推导出SISO算法中用于迭代译码的软信息,从而建立了Turbo码最大后验概率译码的软输入／软输出模型。     

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。     

无线通信中图像传输的信源信道联合解码

针对小波变换后矢量量化信源能量集中和解码简单的特点,提出并分析了一种信源信道联合解码的新方案.该方案通过反馈检测到的重组信源的信息来改变译码过程中解码器间传递的外信息,从而提高信道译码的纠错能力.仿真结果表明,运用该方案至少可以减少一个数量级的比特错误,而且用较小的迭代次数就能达到较高迭代次数的效果,能够减少译码的延迟,扩大Turbo码的应用范围.     

改进的低密度校验码的定点译码实现

为了解决低密度校验码（LDPC）的并行译码实现方法在定点设计中出现的迭代发散问题,提出了一种改进的并行译码实现方法,同时分析了改进后加速迭代收敛的原因,并且给出在硬件实现中的流水线结构.通过消除定点设计时,由有限精度效应导致的迭代过程中运算值不满足函数输入条件、无法正确处理的异常状态,使得迭代迅速收敛,得出正确的译码结果;且硬件实现资源与原有的并行译码实现方法相比,没有增加过多的控制逻辑和运算复杂度.仿真结果表明,采用该实现方法的LDPC定点译码设计在AWGN信道下得到了良好的性能,特别在高码率下,与前-后向实现方法相比性能差异可以忽略,且硬件复杂度更低.     

一种改进的Polar码的BP译码算法

为了减少置信度传播译码算法的计算复杂度,提出了一种改进的置信度传播译码算法.该算法在节点更新时,利用等误差的线性近似函数来代替算法中的双曲函数,相比于原始的置信度传播译码算法,改进的算法仅仅需要乘法和加法运算,因此大大降低了算法的计算复杂度,更易于硬件实现.仿真结果表明,在低信噪比时,改进的置信度传播译码算法的性能与原始BP译码算法的性能几乎相同,在高信噪比时,改进的置信度传播译码算法的性能比原始置信度传播译码算法的性能略差,在码长为256,误码率是10-6时,改进的置信度传播译码算法的误码率性能比原始的置信度传播译码算法退化了0.1dB.     

分组码级联极化码

为提升极化码译码性能,提出一种级联极化码方案．采用经典分组码作为外码,极化码作为内码．选择所在子信道置信度较低的信息比特进行外码编码,将编码产生的校验比特放置在置信度最高的几个子信道位置上,再将这些校验比特与要传输的信息比特一起进行极化码编码．利用外码产生的校验比特有效地提升了极化码的译码性能．同时给出修正的连续删除列表译码算法,在原始的连续删除列表译码器译码结束后,将译码器列表中每一条译码结果所包含的校验比特分别进行校验,选择正确率最高且可通过校验的一条译码结果作为最终输出．仿真结果显示,在码长为128、误帧率为10^-2时,与循环冗余校验辅助的极化码方案相比,级联极化码方案有0.25dB的增益．     

改进科斯塔斯环的LDPC码相位同步算法

提出了一种基于改进科斯塔斯环的LDPC编码系统迭代相位同步算法.该算法用LDPC译码过程中每次迭代产生的数据符号的后验概率更新科斯塔斯环中的错误信号,从而以迭代的方式达到相位同步.该算法将LDPC译码过程和科斯塔斯环相位同步过程以迭代方式相结合,仿真表明,在系统存在一定程度频率偏移的条件下该算法能对相位错误进行有效的盲估计,且对一定程度频率偏移具有很强的鲁棒性.     

一种新的网络信道编码中继协作方案

利用网络与信道结合编码,提出了一种高阶分集增益的中继协作方案。该方案在中继节点处将多个时刻接收的信息分别进行信道编码,再将所有码字进行网络编码后转发。目的节点采用迭代最大后验概率译码,利用多个时刻收到的码字恢复源节点发送信息。对瑞利衰落信道下成对错误概率的分析表明,本文方案可使源节点发送信息在不同时刻得到多次转发,从而增加时间分集增益。仿真结果表明,本文方案在快衰落和慢衰落信道下均能提高系统分集增益,并且随着中继节点接收信噪比的提升,系统性能明显改善。     

多维奇偶校验乘积码性能分析

相对于Turbo码,乘积码在高码率情况下具有性能优势,且无错误平层,其应用广泛。以奇偶校验码为分量码的乘积码译码算法简单,可适应不同的数据大小要求。通过分析多维奇偶校验乘积码的码多样性,得出高信噪比下该码的性能公式;计算机仿真表明:该性能公式结果与最大似然译码算法及迭代译码算法性能相符。通过分析码率、维数、分量码码长等参数对码性能的影响,得出码率、维数相同时,码性能相近;码率相同、维数不同时,高维乘积码具有性能优势。该结果为码参数选择提供依据,可在相同的信息传输有效性下,选择性能更好的码。     

Efficient Luby transform encoding algorithm based on short cycle elimination

An effective Luby transform （LT） encoding algorithm based on short cycle elimination is proposed to improve decoding probabilities of short length LT codes. By searching the generator ma- trix, some special encoded symbols are generated by the encoder to effectively break the short cycles that have negative effect on the performance of LT codes. Analysis and numerical results show that by employing the proposed algorithm, the encoding complexity decreases and the decoding probabili- ties improve both in binary erasure channels （BECs） and additive white gauss noise （AWGN） chan- nels.     

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。     

二进制QR码的一个简化查表译码算法

基于QR码的特点和伴随式的重量,给出了二进制QR码的一个新的简化查表译码算法。译码表的行是形如（ e,eH ）的向量,其中 e 是错误仅出现在信息部分且错误个数不超过码的纠错能力一半的错误模式, eH 是 e 的伴随式。该算法适用于所有的二进制QR码。其译码表的行数在目前已知的二进制QR码的查表译码算法中是最小的。因此该算法不仅有一定的理论意义,也有一定的实用价值。     

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.