基于LDPC码的编码调制系统的性能分析

以接近香农限性能的LDPC码作为分量码,研究了将编码和调制相结合的多层编码(MLC)——多级译码(MSD)编码调制技术。选用不同码长的LDPC码为各级分量码,以8PSK为调制方式,通过计算机仿真,比较了不同的集分割方案在AWGN信道中的性能。     

结合Turbo码的多级编码调制研究介绍

论文作者在对已有的多级编码调制方案深入研究的基础上 ,进一步研究了Turbo码编码技术 ,并把Turbo码作为分量码结合多级编码调制方案进行了理论研究 .符合当今移动通信的大容量、高可靠性的要求 .论文的主要创新点有 ,通过理论研究 ,证明了以Turbo码为分量码的多级编码方案比以往的以分组码及卷积码为分量码的方案具有一定的优越性     

结合Turbo码的多级编码调制研究介绍

论文作者在对已有的多级编码调制方案深入研究的基础上，进一步研究了Turbo码编码技术，并把Turbo码作为分量码结合多级编码调制方案进行了理论研究．符合当今移动通信的大容量、高可靠性的要求．论文的主要创新点有，通过理论研究，证明了以Turbo码为分量码的多级编码方案比以往的以分组码及卷积码为分量码的方案具有一定的优越性。     

移动衰落信道中设计多级编码(MLC)方案的一种非欧度量

本文提出了在移动衰落信道中设计多级编码(MLC)方案的一种非欧度量:"信道容量规则"+"映射规则".在AWGN信道中为:"信道容量规则"+"UP(Ungerboeck Partitioning) 规则";在Rayleigh衰落信道中为:"信道容量规则"+"BP(Block Partitioning)规则".并在此理论指导下,选用不同码长的BCH码作为MLC系统中各级分量码,通过计算机模拟,比较了在AWGN和Rayleigh衰落信道中,采用8ASK调制方式、多级译码(MSD)、三种不同映射方法下的三级MLC方案的性能.     

联合LDPC码的多级编码调制迭代判决仿真分析

论文介绍了多级编码调制的基本原理和译码算法,以LDPC码作为多级编码调制的分量码,在译码过程中引入了迭代思想,分析了一种适用于多级编码调制的迭代判决算法,并建立了MLCM-ID系统模型.计算机仿真表明,该算法能够有效地提高系统性能,具有一定的应用价值.     

高效低功耗低并行度LDPC编码方法

低密度奇偶校验码(LDPC)是最接近香农极限的纠错码之一,具有优良的性能且被国际通信标准组织广泛采纳为信道编码。CCSDS推荐使用LDPC码作为近地空间和深空探测的信道编码方案。该文提出高效,低功耗,低并行度的LDPC编码方法。该方法通过采用插0和改变循环矩阵的结构实现了对CCSDS标准中推荐的校验矩阵子矩阵大小为奇数的LDPC码的低并行度编码。通过分析编码过程,提出了只对输入信息中的1有效信息位进行编码的方案,减少了编码中移位寄存器的移位次数,大幅度地降低了编码器功耗。文中采用FPGA实现了(8176, 7154)78LDPC码的编码器,结果显示在硬件开销略有增加的情况下,编码功耗大幅度下降,编码速率接近低并行度编码方案。     

分簇无线传感器网络中根校验全分集LDPC码设计与能效分析

高效的差错控制编码技术(ECC)可以增强无线传感器网络传输稳定性、网络的能量利用效率。为了充分利用无线传感器网络中蕴含的分集资源应对恶劣信道环境导致的高差错概率,该文研究了基于根校验全分集LDPC码的差错控制编码技术。首先,提出在分簇无线传感器网络中,基于根校验全分集LDPC码的编码方案;其次,设计了适用于所提方案的速率兼容全分集LDPC码字结构。最后,分析了所提编码系统的能效。仿真结果表明,在信道条件较差的环境中(仿真中,信道噪声大于410-4 mW),采用该文的编码方案,能够显著提高无线传感器网络的能效。     

高容量微波传输系统中调制编码方案设计与分析

针对高容量微波传输系统中数据传输速率快、频带受限、传输时延小等特点,采用基于低密度奇偶校验(LDPC)码的比特交织编码调制(BICM)系统模型,设计了适合于高容量微波传输系统中的几种调制编码方案(MCS),并对设计的调制编码方案进行了性能仿真与分析,且与RS码编码调制系统进行了性能仿真对比与分析.仿真结果表明,LDPC码编码调制系统具有非常优异的性能.     

基于LDPC乘积码的BICM-ID方案性能分析

提出一种采用LDPC乘积码和BICM-ID相结合的编码调制技术.该方案编码采用LDPC乘积码,译码可以采取三个迭代过程:在解调器和译码器之间迭代,LDPC乘积码的分量码之间迭代,以及分量码内部迭代.因此采取合理的迭代译码策略,可以提高的译码效率.仿真结果显示,该方案在AWGN信道和Rayleigh信道条件下,与数字电视地面多媒体广播DTMB采用的编码调制方案相比具有更好的误比特性能.     

MLC存储信道下的双层LDPC码优化设计

大数据及云存储的发展对传统的存储技术提出了更高的要求。为了进一步提升多级存储单元的存储效率,提出了一种双层低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check, LDPC)码的优化设计方法。该方法针对多层单元(Multi-level Cell, MLC)信道的非对称性特性,对存储单元的单页添加额外校验比特以提高存储单元闪存信道的译码性能,并对单层LDPC码和本算法的性能进行了分析。仿真结果表明,在多级存储单元信道中使用BP译码算法进行译码,误码率为10^-5时,基于双层LDPC码构造的纠错码算法比单层LDPC码有约额外4 000次的擦除次数的提升,且译码复杂度也相应降低。     

中短波信道中基于LDPC码的迭代解调译码方案

针对数字调幅广播系统,首次提出了基于迭代解调的低密度奇偶校验(LDPC)编码的比特交织编码调制(BICM)方案.首先研究了LDPC码的映射方式,然后基于复杂度分析,考察了LDPC码、Turbo码及国际标准中码率匹配的删除卷积码(RCPC)方案在中、短波广播信道中的性能.研究结果可为我国调幅波段的数字广播系统提供参考.     

Capacity-approaching bandwidth-efficient coded modulation schemes based on low-density parity-check codes

We design multilevel coding (MLC) and bit-interleaved coded modulation (BICM) schemes based on low-density parity-check (LDPC) codes. The analysis and optimization of the LDPC component codes for the MLC and BICM schemes are complicated because, in general, the equivalent binary-input component channels are not necessarily symmetric. To overcome this obstacle, we deploy two different approaches: one based on independent and identically distributed (i.i.d.) channel adapters and the other based on coset codes. By incorporating i.i.d. channel adapters, we can force the symmetry of each binary-input component channel. By considering coset codes, we extend the concentration theorem based on previous work by Richardson et al. ( see ibid., vol.47, p.599-618, Feb. 2001) and Kavc/spl caron/ic/spl acute/ et al.(see ibid., vol.49, p.1636-52, July 2003) We also discuss the relation between the systems based on the two approaches and show that they indeed have the same expected decoder behavior. Next, we jointly optimize the code rates and degree distribution pairs of the LDPC component codes for the MLC scheme. The optimized irregular LDPC codes at each level of MLC with multistage decoding (MSD) are able to perform well at signal-to-noise ratios (SNR) very close to the capacity of the additive white Gaussian noise (AWGN) channel. We also show that the optimized BICM scheme can approach the parallel independent decoding (PID) capacity as closely as does the MLC/PID scheme. Simulations with very large codeword length verify the accuracy of the analytical results. Finally, we compare the simulated performance of these coded modulation schemes at finite codeword lengths, and consider the results from the perspective of a random coding exponent analysis.     

可分解的RC-LDPC码以及HARQ的设计

该文提出了一种可分解的码率兼容LDPC码的构造方法, 该方法构造所得到的一个高码率LDPC码的校验矩阵中包含有若干低码率LDPC码的校验矩阵,而且一个高码率的LDPC码又可以分解成多个性能优异的低码率的LDPC码进行编译码;结合该特性设计了一种基于可分解的码率兼容LDPC码的混合自动重传方案。与普通的ARQ方案相比,该重传方案不单能够通过重传获得更多的信息,而且能够通过降低纠错码的码率来提高纠错码的性能。仿真结果表明,当所采用LDPC码的码长为2000左右,码率为1/2和2/3时,与一般的ARQ相比,该方案的误帧率以及吞吐量(小于0.5的时候)均能获得近1.5dB的增益。     

一种低译码复杂度的Turbo架构LDPC码

针对低密度奇偶校验(LDPC)码较大的译码复杂度和RAM占用,该文提出了一种低译码复杂度的Turbo架构LDPC码并行交织级联Gallager码 (Parallel Interleaved Concatenated Gallager Code,PICGC)。该文给出了PICGC的设计方法和编译码算法,并分析比较了PICGC译码器与LDPC译码器所需的RAM存储量,推导出RAM节省比的上界。理论分析和仿真结果表明,PICGC以纠错性能略微降低为代价,有效地降低译码复杂度和RAM存储量,且译码时延并未增加,是一种有效且易于实现的信道编码方案。     

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.     

低密度校验码及其在图像传输中的应用

低密度校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码是一种基于图和迭代译码的信道编码方案,性能非常接近Shannon极限且实现复杂度低,具有很强的纠错抗干扰能力。该文深入研究了LDPC码的编码和译码基本原理,并将其应用于移动衰落信道图像的传输中,仿真结果表明LDPC码能为图像传输带来显著的性能提高,且系统复杂度低,译码时延短。     

LDPC convolutional codes coded cooperation based on puncturing

To design a scheme that can approaching the capacity 1imitation transfer，and genera11y app1ied to s1ow and fast fading，the coded cooperation based on LDPC convo1utiona1 codes was studied.First1y，based on LDPC convo1utiona1 codes，the coded words were divided into two parts by puncturing a1gorithm to achieve coded cooperation.The space-time transmission was introduced into the second frame of coded cooperation to further improve the performance of the system.Simu1ation resu1ts show the effectiveness of proposed scheme.     

一种基于 MDS-卷积码的LDPC码构造方法

近年来,结构化低密度奇偶校验(LDPC)码的构造方法受到了广泛地关注.本文提出了一种利用最大距离分割(MDS)编码构造结构化LDPC码的思路.该思路将基于两个信息符号的RS码构造LDPC码的方法扩展至适用于所有的MDS码.本文以具有MDS特性的卷积码为例详细描述该构造方法的细节,并构造了码长从255比特到4095比特的高码率LDPC码.由于卷积码的MDS定义不同于线性分组码,因此本文给出了一种对卷积码截短的方法及其必要的证明.仿真结果表明,本文构造MDS-Conv-LDPC码的性能优于随机构造的LDPC码.     

多层叠加LDPC码编码调制技术

 本文提出了一种多层叠加LDPC码编码调制系统.与传统的基于速率分配的多层编码调制技术相比,多层叠加编码调制系统具有很好的对称性和可扩展性.通过分析比较Turbo码译码算法与LDPC码的译码算法的复杂度,本文指出了多层叠加LDPC码编码调制系统具有译码简单,易于实现的优点.实验结果表明,多层叠加LDPC码编码调制系统可以在不牺牲带宽的同时获得较好的性能.     

Construction of quasi‐cyclic low‐density parity‐check codes with low encoding complexity

Low encoding complexity is very important for quasi‐cyclic low‐density parity‐check (QC‐LDPC) codes used in wireless communication systems. In this paper, a new scheme is presented to construct QC‐LDPC codes with low encoding complexity. This scheme is called two‐stage particle swarm optimization (TS‐PSO) algorithm, in which both the threshold and girth distribution of QC‐LDPC codes are considered. The proposed scheme is composed of two stages. In the first stage, we construct a binary base matrix of QC‐LDPC code with the best threshold. The matrix is constructed by combining a binary PSO algorithm and the protograph extrinsic information transfer (PEXIT) method. In the second stage, we search an exponent matrix of the QC‐LDPC code with the best girth distribution. This exponent matrix is based on the base matrix obtained in the first stage. Consequently, the parity‐check matrix of the QC‐LDPC code with the best threshold and best girth distribution are constructed. Furthermore, bit error rate performances are compared for the QC‐LDPC codes constructed by proposed scheme, the QC‐LDPC code in 802.16e standard, and the QC‐LDPC code in Tam's study. Simulation results show that the QC‐LDPC codes proposed in this study are superior to both the 802.16e code and the Tam code on the additive white Gaussian noise (AWGN) and Rayleigh channels. Moreover, proposed scheme is easily implemented, and is flexible and effective for constructing QC‐LDPC codes with low encoding complexity. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.