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．     

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。     

改进的Polar码的最小和译码算法

提出了改进Polar码的最小和译码算法,修正了最小和译码算法中的节点更新公式,即利用分段线性函数来逼近置信度传播译码算法中的函数lncosh（x）.相比于最小和译码算法,改进的算法在增加少许复杂度的情况下,增强了译码性能.相比于置信度传播译码算法,该算法在几乎不损失性能的情况下,大大降低了算法的计算复杂度,更易于硬件实现.该算法是基于最小和算法和置信度传播算法提出的,是在复杂度和性能上的一种折中.仿真结果表明,改进的最小和译码算法与置信度传播译码算法的性能几乎相同,比最小和译码算法的性能好.     

用于LDPC码快速译码的改进加权比特翻转算法

为了提高低密度奇偶校验码（LDPC）译码器的译码速度,提出了一种基于部分并行比特选择机制的快速多比特翻转算法.根据接收向量中错误具有随机分布的特点,将所有比特划分成若干子块,从每个子块挑选出1个候选翻转比特,再从这些候选比特中挑选出合理数目的比特进行翻转,完成译码迭代.此外,通过引入树形搜索和数据池技术降低该算法核心模块的计算复杂度,以进一步增加算法硬件实现时的译码速度.分析结果表明,相较于多比特翻转算法,利用所提出的算法和相关硬件实现技术,译码器的吞吐量能得到明显的提高.仿真结果验证了快速多比特翻转算法的有效性.     

面向光传输网的Polar-LDGM码方案

针对光传输网（OTN）对纠错码低实现复杂度、逼近香农限性能和无错误平层的要求,提出了一种基于Polar码和低密度生成矩阵（LDGM）码的低复杂度高速级联码方案。首先针对级联模型阐述了Polar-LDGM码的编码设计方案,并分析了编码复杂度。然后基于两种码的结构特点,给出了基于置信传播（BP）算法的级联解码算法。通过合理利用高斯逼近（GA）法推导解码算法中传递消息的均值,能够准确地预测出Polar-LDGM码的理论错误概率。仿真结果表明,Polar-LDGM码满足在OTN中应用的要求。     

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.     

改进的LDPC串行译码

提出了一种改进的低密度奇偶校验码（LDPC）串行译码算法。与传统的串行译码算法不同的是,该算法只需在初始化时计算一次变量节点对校验节点软信息的求和式,而在译码过程中该式可通过简单地局部更新得到。与传统串行算法相比,所提算法在不降低性能的前提下,具有更低的计算复杂度和更高的处理速度。     

Robust Stabilization of Discrete time Constrained Singular Piecewise affine Systems with Norm bounded Uncertainties

In this paper,the problem of designing robust H-infinity output feedback controller and l2-gain controller are investigated for a class of discrete-time singular piecewise-affine systems with input saturation and state constraints. Based on a singular piecewise Lyapunov function combined with S-procedure and some matrix inequality convexifying techniques,the H-infinity stabilization condition is established and the l2-gain controller is investigated,and meanwhile,the input saturation disturbance tolerance condition is proposed. Under energy bounded disturbance,the domain of attraction is well estimated and the l2-gain controller is designed in some restricted region. It is shown that the controller gains can be obtained by solving a family of LMIs parameterized by one or two scalar variables. Meanwhile,by using the corresponding optimization methods,the domain of attraction and the disturbance tolerance level is maximized,and the H-infinity performance γ is minimized.Finally,numerical examples are given to illustrate the effectiveness of the proposed design methods.     

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。     

低复杂度极化码SCL译码算法

极化码的串行抵消列表(SCL)译码的逐次逐比特进行判决过程与路径度量值的计算筛选过程是整个译码系统复杂度与延迟的主要来源.在分析现有SCL及多比特判决译码的优缺点基础上,针对SCL译码造成的译码系统复杂度高和延时大的问题,将每组多比特码字(多个独立信道)视作一个整体,并在译码时通过信道合成构造为一个虚拟多比特信道,从而可以对多比特码字进行同步传输并根据信道递归公式进行同步判决译码.由此基于SCL译码的码树构造提出一种构造多比特虚拟信道的SCL译码算法,并结合设置译码码树节点阈值减少码树节点分裂次数的方法进一步增强了上述算法.在AWGN信道下的分别对虚拟2、4和8比特信道SCL译码的误码率及误帧率性能进行仿真.仿真结果表明在虚拟8比特信道情况下,预设阈值S=30时的译码性能接近传统SCL算法,且总历经节点数降低了63.7%,总加法次数是8比特同时判决译码算法的17%.此算法降低了译码算法的计算复杂度及硬件存储复杂度,更适合于硬件实现,具有一定的实用价值.     

结构化LDPC码的改进比特翻转译码算法

为提高结构化低密度奇偶校验码的硬判决比特翻转译码算法的性能,提出了一种极低复杂度的改进比特翻转译码算法.该算法利用信道输出序列的幅度将硬判决比特分成两组,在每轮迭代中,利用两个译码门限对多个比特进行翻转,降低了每次翻转比特时发生错误的概率,在加快译码收敛速度的同时实现了译码性能的提高;并且该算法仅在迭代前需要实数运算,而在每轮迭代中只需逻辑运算即可,复杂度极低.仿真结果表明,该算法以极低的复杂度获得了较快的译码收敛速度和优异的译码性能.     

基于遗传算法的概率译码算法

为了改善纠错码译码算法的综合性能,基于遗传算法提出一种新颖的概率译码算法.利用未经量化的接收序列中的额外信息,通过遗传算法优化接收解调器的匹配滤波器输出达到弥补硬判决误差的目的,从而恢复出最似然传输码字.通过对概率译码的算法性能分析可知,该算法的译码过程几乎不受码元个数的影响,复杂度相对较低,且能实现快速优化译码. 仿真结果表明,该译码算法具有良好的译码纠错性能,是一种实用性强的译码算法.     

Iterative Detection and Decoding Algorithm in Dual Polarized Land Mobile Satellite MIMO Systems

An iterative detection and decoding algorithm with outer code decision feedback is proposed for the dual polarized （DP） land mobile satellite （LMS） MIMO systems using concatenated codes. A feedback structure is added after the outer decoder in the proposed algorithm. The feedback information is exploited to control the detecting list in the MIMO detector and reduce the number of symbols which have to be processed at each iteration. As a result, the computational complexity is reduced. Meanwhile, the successfully decoded outer code words are used to calculate the more reliable initial information for the inner decoder and the system performance can be improved by this step. The simulation results show that the proposed algorithm can reduce the computational complexity compared to the traditional iterative detection and decoding algorithm and achieve better performance.     

神经网络算法在Turbo码译码错误检测中的应用

经统计分析,Turbo码译码输出的交叉熵与译码错误之间有着十分密切的关系,且该关系具有非线性性质。神经网络技术具有独特的非线性输入、输出映射能力,因此可通过对神经网络进行某种训练来检测Turbo码译码数据中出现的错误。在训练过程中,将交叉熵作为神经网络输入端的样本值,译码错误作为期望输出值进行自适应模拟。另外,考虑到Turbo码译码的实时性和运算量要求,采用了改进型的LevenbergMarquardt神经网络算法对神经网络进行训练,并用以检测译码错误。仿真结果表明:该方法比起传统的循环冗余校验(cyclicredundancycheck,CRC)方法在检测Turbo码译码错误时,检测性能和运算复杂度均得到了很大的改善。     

DVB—S2标准下LDPC码的一种改进型译码算法

针对DVB—S2标准,研究了LDPC码的码结构以及编码算法。采用Sum—Product算法进行译码,提出了改进型的译码算法。通过软件仿真,对DVB—S2中64800比特和16200比特的共21种LDPC码进行了性能比较。结果表明,改进型译码算法加快了迭代的收敛速度,在1．0dB时,1／3码率的长码的误码率为2．9629×10^-6;在低信噪比下,DVB—S2中的LDPC码依然表现出优异的性能,适合用于新一代的数字卫星广播通信。     

一种改进的卷积LDPC码置信传播译码算法

针对卷积LDPC码译码时延长的问题,提出了一种高效的译码算法．在每步迭代过程中运用反馈消息,能更加有效地更新变量节点消息,并采用比重因子法减小了由于因子图中环的存在而产生的误差传播,从而大大减少了译码迭代次数,提高了译码的收敛速度．仿真结果表明,该译码算法减小了5/8的译码时延,并降低了译码复杂度,同时获得了比现有的置信传播算法更好的纠错性能,而且在相同的迭代次数下,本算法在BER为10^-6时获得了0.16 dB的增益．     

RaptorQ码级联方案在卫星通信中的应用

针对卫星通信对高可靠性纠删码的需求,文章提出了一种联合RaptorQ码和物理层信道编码的级联方案。在综合考虑纠错性能和复杂度的情况下,采用物理层编码构造等效删除信道,并选取长度可变且具有线性编译码复杂度的RaptorQ码以实现纠删功能。阐述了RaptorQ码的编译码原理和预编码算法,分析了级联RaptorQ码系统的纠错性能。理论分析和仿真结果表明,与现有同类级联喷泉码算法相比,所提方案具有较低的编译码复杂度和更好的纠错性能,在相同信道条件下成功译码所需的编码冗余更低。     

比特交织编码及迭代译码系统的标识映射设计及性能分析

重点研究了对比特交织编码及迭代译码(B ICM-ID)系统性能影响较大的信号标识映射方法,提出了一种满足给定区间性能要求的最佳映射(DRO)的设计方法。通过对各种映射方法特征参数的系统研究,以及对迭代译码系统渐进性能限的分析,得出纠错编码采用卷积码时决定B ICM-ID系统性能的关键参数。     

基于SWIPT的乘积Polar编码协作构造与分析

为实现绿色可靠通信,提出了基于无线信息与能量同传(SWIPT)技术的乘积极化( Polar)编码协作系统。 首先,建立基于 SWIPT 的乘积 Polar 编码协作系统模型;其次,将 Polar 码作为乘积码的分量码构建乘积 Polar 码,分别在信源节点和中继节点对其行编码和列编码;最后,在目的节点提出一种低译码时延的两步译码算法,第一步对接收到乘积 Polar 码的码字矩阵分别进行串行相消(SC)译码与列 SC 译码,若第一步译码失败,则执行第二步译码,即将乘积 Polar 码的码字矩阵变换为单行 Polar 码,再 SC 译码。 理论分析与仿真表明,相比点对点系统,基于 SWIPT的乘积 Polar 编码协作大大降低了译码时延;与采用置信度传播译码算法的乘积低密度奇偶校验编码协作系统相比,所提系统误码性能更优。     

Sliding window decoding algorithm for spatially coupled LDPC codes with a variable window

Spatially coupled low density parity check (SC-LDPC) codes can achieve a better decoding performance with a small message recovery latency due to the sliding window decoding. An improved decoding scheme based on window extension is proposed for further enhancing the performance of the sliding window decoding. In contrast to conventional sliding window decoding, the window size of this scheme can vary according to the average logarithmic likelihood ratio (LLR) value of the target symbol. Specifically, for every iteration in the decoding process, we compare the average LLR value of the target symbol with the preset threshold. If the average LLR value of the target symbol is less than the preset threshold and the current window size does not exceed the maximum size, the decoding window size adds one and then performs a new iteration with the new window size. By this means, the scheme can achieve trade-off between decoding performance, complexity and latency. Simulation results on the additive white Gaussian noise (AWGN) channel show that this scheme can significantly improve the sliding window decoding performance of SC-LDPC codes.