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)。     

多元LDPC码串行译码算法在光纤通信中的应用

将串行BP译码算法用在多元LDPC码中,降低了在光纤传输系统中的译码延时.详细介绍了在多元LDPC码中的串行BP译码算法和光纤通信系统的仿真模型.给出了在采用串行BP算法的LDPC译码器中,译码最大迭代数量对译码性能的影响,比较了采用传统的BP算法扣串行BP算法时LDPC译码器的性能.结果表明,采用串行BP算法确实能够提升LDPC译码器的收敛速度.     

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%。     

一种5G系统自适应快速SCL极化码译码算法

针对5G系统控制信道的极化码译码性能问题,基于快速串行抵消列表(Fast Successive Cancellation List,FSCL)译码算法,提出了一种自适应快速串行抵消列表(Adaptive FSCL,AD-FSCL)译码算法.该算法能够降低译码复杂度,设置列表初始值,对极化码的4种特殊节点进行相应的快速译...     

一种基于交错行列消息传递的LDPC码改进译码算法

为进一步改善低密度奇偶校验(LDPC)码译码算法的纠错性能,并加快其译码的收敛速度,提出一种基于交错行列消息传递的改进译码算法.该算法通过将动态调度策略译码算法中的残差值思想引入到串行调度译码算法中,使得串行调度译码算法在每次迭代进行消息更新前都会进行一次残差值排序的计算,并对其节点消息原有的固定更新顺序进行重新排序.仿真结果表明:在误码率为10-4时,该改进的译码算法相比于行消息传递算法和列消息传递算法有0.25和0.24 dB的增益;在误码率为10-5时,相比于交错行列消息传递算法有0.13 dB的增益.     

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.     

LDPC短码的编译码研究

这里研究了原模图LDPC码和BP译码算法,首先提出了一种基于PEG算法构造原模图LDPC码的算法,该码字在码率为1/2,码长256比特的情况下,译码性能超过了PEG算法,然后针对LDPC短码不可避免存在四环的特殊性,提出了一种修正四环中变量节点迭代信息的BP译码改进算法,使得具有四环的LDPC短码的译码性能得到较大提升。     

多进制高斯信道下四进制LDPC码的实现

四进制低密度校验码(Low-Density Parity-Check Code,LDPC)具有较好的抗突发差错性能。为了进一步改善系统的性能并适当降低其复杂度,在二进制LDPC码的基础上,主要研究短码长四进制LDPC码,并在原有串行译码算法的基础上对其改进,提出一种基于校验点准确度的串行译码算法。仿真结果表明,在多进制高斯信道条件下,对于短码而言,改进的串行译码算法性能要优于串行译码算法,在误码率为10-2时,能获得0.25 d B的编码增益。     

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。     

LDPC码的级联译码算法的改进与实现

针对中短码长中LDPC码的OSD串行级联译码算法,给出了一种FPGA实现方案。该方案基于FPGA芯片中的块RAM资源,实现了OSD译码中GF(2)上的高斯消元算法,避免了其对逻辑资源的大量消耗。结果表明,该实现方案可在中低端FPGA上实现500 kbit·s^-1吞吐量的LDPC码OSD串行级联译码器。     

An Improvement of UMP‐BP Decoding Algorithm Using the Minimum Mean Square Error Linear Estimator

In this paper, we propose the modified uniformly most powerful (UMP) belief‐propagation (BP)‐based decoding algorithm which utilizes multiplicative and additive factors to diminish the errors introduced by the approximation of the soft values given by a previously proposed UMP BP‐based algorithm. This modified UMP BP‐based algorithm shows better performance than that of the normalized UMP BP‐based algorithm, i.e., it has an error performance closer to BP than that of the normalized UMP BP‐based algorithm on the additive white Gaussian noise channel for low density parity check codes. Also, this algorithm has the same complexity in its implementation as the normalized UMP BP‐based algorithm.     

一种结合比特翻转的自适应置信传播算法

提出了一种结合比特翻转的自适应置信传播迭代译码新算法,称之为"BP 比特翻转"算法.首先详细描述了新算法的整个流程,然后在相同仿真条件下比较了传统"BP"和"BP 比特翻转"两者的性能和平均迭代次数,发现新算法要优于传统的"BP"算法,特别是在最大迭代次数较小时,优势就会显得更加突出.     

基于DTMB标准的最小和积译码改进算法

基于最小和积(MSA)的译码算法,是对数似然比BP(LLR-BP)算法的近似,通过在译码算法中的变量处理阶段添加IIR滤波,同时结合迭代终止准则,实现了一种修改的归一化最小和积算法.该算法仿真建立在DTMB标准中的LDPC码元基础上,仿真结果表明,该算法与常规的归一化译码算法相比,在性能无损失甚至于有所改善的情况下大幅减少了迭代次数,具有很好的使用价值.     

GF(2p)LDPC编码的相位调制OFDM系统在瑞利衰落信道的性能

OFDM是一项能有效对抗高速无线通信中多径衰落的关键技术，为了进一步提高OFDM系统的误码性能，许多信道编码技术已被应用于OFDM系统中，二元域LDPC码以其近香农限的误码性能和较低的译码复杂度成为研究的热点。在AWGN信道下，多元域LDPC码比等效码长的二元域LDPC码有更好的纠错性能。本文提出了一种将多元域LDPC码经过MPSK调制后用于OFDM系统的新方法。仿真结果表明，在多径衰落信道下，通过合理选择多元LDPC码域的阶数和调制的方法，多元域LDPC编码的高阶调制OFDM系统比等效码长的二元域LDPC编码OFDM系统具有更好的性能，并且由于采用了多元域LDPC的快速BP译码，译码复杂度只是稍有增加。     

窗口大小自适应的空间耦合LDPC码译码算法

空间耦合低密度奇偶校验（Spatially-Coupled Low-Density Parity-Check,SC-LDPC）码具有接近香农限性能,基于置信传播译码算法,窗口译码（Windowed Decoding,WD）能够获得较小延时的同时也存在一定的局限性。为了进一步提高WD的译码性能,对SC-LDPC码的窗口译码算法提出了提前终止译码和动态调整窗口大小相结合的改进方法。该方法监测窗口大小的动态变化及相应窗口的平均迭代次数,通过加性高斯白噪声信道下的仿真分析,与传统窗口译码相比,其误码率降低,且计算复杂度更低。     

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...     

TOA数据处理对NLOS环境下定位精度的改善

基于移动通信环境中非视距(NLOS)传播时延服从指数分布的特性,提出了一种改善移动台定位精度的波达时间(TOA)数据处理方法.NLOS传播时延是TOA测量误差的一部分,是基站与移动台距离的指数函数,具有正偏置的特性,因此TOA测量值越大其误差越大.对所有的TOA测量数据进行分析,仅保留误差最小的3个,然后再采用最小二乘(LS)法估计移动台的坐标.仿真结果表明,该TOA数据处理方法能够明显改善NLOS传播环境下的定位精度,在系统测量误差较小时对LOS传播条件下的定位精度几乎没有影响.     

LDPC译码方法研究及实现

本文主要研究了低密度校验码（LDPC码）的编译码方法及其硬件实现。在讨论几种主要的LDPC码的编译码方法的基础上，对LDPC译码错误产生原因进行了分析，提出了一种改进的置信传播译码算法——最小和算法，该算法在几乎没有增加运算复杂度的情况下，明显地提高了译码性能。同时，本文基于几何思想的LDPC码为例，提出了并串结合的FPGA实现方法，给出了仿真结果。     

基于LDPC码的OFDM系统性能分析

正交频分复用(OFDM)是一种多载波调制技术,已成为实现高速数据传输的主流技术,在无线局域网、HDTV中得到广泛应用;低密度奇偶校验(LDPC)码是一种译码复杂度低的纠错码,可获得接近香农限的优异性能。本文提出了结合LDPC码的COFDM系统方案,阐述了相关原理,对其性能进行了仿真分析,比较了在不同调制方法下系统的性能差异,并将基于LDPC码和Turbo码的COFDM系统在不同信道中的误码性能进行了对比。仿真结果表明,基于LDPC码的COFDM系统在提供较高比特传输速率的同时也具有良好的纠错性能。     

空间光通信APD接收机下LDPC码译码方法及性能分析

准循环-低密度奇偶校验(QC-LDPC)码具有优异的性能,但在译码时需根据具体的信道模型修正对应的译码算法。本文分析了QC-LDPC码在空间光通信中的雪崩光电二极管(APD)接收机下的译码方法及译码性能,提出了在APD接收机信道下计算译码初始化所需的对数似然比(LLR)的方法。仿真结果表明,对APD接收机信道下的译码进行修正后,基本上不增加额外复杂度情况下,QC-LDPC码在精确的韦伯-高斯(Webb-Gaussian)模型下译码性能优于近似的非对称高斯模型;在信道比较理想的条件下,误码率(BER)为10-6时,韦伯-高斯模型与非对称高斯模型译码性能相比有1dB以上的净编码增益。