LDPC码的有效编码算法研究

LDPC码编码结构中短环的存在，导致译码时的重复迭代，降低了译码性能。介绍了一种编码算法，该算法先通过Richardson和Urbanke提出的Efficient编码算法对LDPC码的校验矩阵优化，然后再主要研究其二分图中长度为4的短环，提出了一种校验矩阵H的消4-环算法。最终实现了降低编码的复杂度的同时，译码效率也得到提高。     

基于FPGA的随机构造QC-LDPC分层译码器设计

针对随机构造的QC-LDPC码可能在构造中产生会产生短环的情况,提出了添加约束使其没有短环的构造方法,对硬件实现中的采用分层译码算法进行了简要的介绍。实验仿真表明,与传统译码算法相比,分层译码算法具有效率高、延时短及吞吐量大等优点。选用Alter公司的EP3SL340H1152I4器件实现码长为4 096,列重为4,行重为16,码率为3/4的QC-LDPC码的硬件译码算法。译码器在100 MHz的工作频率下,最大迭代次数为5时,吞吐量可以达到157.05 Mbps。     

消去短环的LDPC码校验矩阵的构造

在基于Tanner图的基础上分析了短环对LDPC迭代译码准确性和有效性的影响，论述了短环的检测方法，并且给出了一种有效消去周长为4的短环的校验矩阵H的生成算法，并且对该算法构造的校验矩阵进行了仿真分析。     

累加交叉并行级联单奇偶校验码的低复杂度译码算法

累加交叉并行级联单奇偶校验(A-CPSPC)码是一种新的纠错编码,其编码结构简单并具有较好的误比特率性能。该文针对A-CPSPC码的局部编码结构提出了一种低复杂度的最大后验(MAP)局部译码算法,该方法利用基于双向消息传递原则的和积算法(SPA)进行局部译码,消除了短环对局部译码性能的影响。分析及仿真表明,传统的置信传播算法并不适用于A-CPSPC码,该文提出的局部译码算法与基于BCJR算法的局部译码算法的性能一致,且复杂度更低。     

基于PEG算法的准循环扩展LDPC码构造

推导证明了准循环结构的LDPC码(low-density parity-check code)一致校验矩阵与其对应Tanner图环结构之间的一些重要关系.在此基础上提出了一种基于PEG(progress edge growth)算法的准循环扩展LDPC码构造算法,利用PEG算法产生基矩阵,再对基矩阵进行准循环扩展.该扩展算法可以在不改变基矩阵度分布比例情况下,有效消除基矩阵中的短环.仿真结果表明,在码长相同、码率和度分布近似情况下,新算法得到的码在经典BP和MS译码算法下性能不亚于PEG等方法构造的码.通过对比分析认为,在给定度分布的情况下,优化设计的环结构可明显改善译码性能,此算法利用准循环码环结构交叠较少特点,较好地实现了编码复杂度和译码性能之间的统一.     

对LDPC码的LLRBP算法研究

在LDPC译码时,使用IJLRBP算法其校验节点的计算复杂度十分高,而且当LDPC码中有许多的短环时,译码性能也会降低。基于以上的这些问题提出了一个新的混合校验变量过程,通过调整校验节点的处理振幅和变量节点的信息相关性来降低计算复杂度,其仿真过程表明在译码性能和运算复杂度上与LLRBP算法都有较大的提高。     

基于随机置换展开与停止集的LT码联合编译码算法

针对短码长LT码(码长在103以下)的随机编码方式,需要较高的编码冗余才能保证一定的译码性能的问题。设计了一种基于限制Tanner图连接边随机关系的随机置换展开编码算法,可以实现在较小编码冗余开销下提高短码长LT码的可译码概率。在此基础上,针对短码长LT码的传统BP译码算法效率不高的问题,充分利用BP算法译码失败的停止集剩余信息,设计了采用上述编码算法的短码长LT码的停止集高斯译码算法,可以获得接近最大似然译码的性能。仿真结果表明,所提出的编译码联合算法有效降低了短码长LT码满足10 4译码失败概率时所需的编码冗余开销。     

基于置信传播的优化译码算法研究

该文在对LDPC码的译码算法分析的基础上,针对校验矩阵中含有的环对译码算法的影响,提出了一种在置信传播算法基础之上的译码算法。该算法通过及时切断消息在环上的重传回路,可消除因校验矩阵中的环回传原始信息对译码造成的影响,保证优质的原始信息能尽可能地传播到其能传播的节点,从而提升了LDPC码的译码性能。仿真实验表明,在低信噪比的信道中,该算法具有相当于传统算法的性能和更低的计算复杂度;在良好的信道条件下可以取得比传统算法更优异的性能。     

准循环LDPC码在大气激光通信中的应用研究北大核心

针对部分QC-LDPC(准循环低密度奇偶校验)码存在秩亏的问题,研究了一种满秩QC-LDPC码的构造方法,这种方法在降低编码复杂度的同时,还减少了短环数量。针对BP(置信传播)译码算法复杂度高的问题,提出了一种改进的BP译码算法,选择变量节点对数似然比值判决门限T=5.3和校验节点选择的边数q=3,在不同强度弱湍流条件下还能在一定程度上改善译码性能。研究表明,文章提出的LDPC码构造方法和译码算法在大气激光通信中具有一定的应用前景。     

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。     

Practical algorithms for tornado codes

Tornado codes have been used in the error control of data transmission in IP network. The efficiency of this erasure codes is critically affected by the short cycles in its bipartite graph. To remove this effect, two algorithms are introduced： （1） while generating the graph, the cycle eliminating algorithm is used to reduce the number of the short cycles in it; （2） in the decoding algorithm, cycles that are inevitably in the graph are used to remove decoding efficiency degradation. The simulation results show that they have a better performance than that of general tornado codes.     

硬判决LDPC译码算法在卫星导航中的应用

低密度校验码(LDPC)在信道条件较差的卫星导航中有着广阔的应用前景,但是地面接收终端采用标准的置信传播算法(BP)或最大后验概率译码(MAP)等软判决译码算法虽然具有较好的性能,但是运算量较大,不利于接收机小型化和降低成本的要求。基于比特翻转(BF)硬判决算法,给出了几种改进型硬判决算法,并在码长较短的条件下比较了它们的译码性能。仿真结果表明:在较短码长的条件下,改进型硬判决译码算法(MWBF)和修正改进型硬判决译码算法(RRMWBF)具有较好的译码性能,能够满足北斗二代短报文通信的要求。     

LDPC码的改进译码算法

由于短帧长LDPC码存在很多环路,其译码性能不具有最优性.本文首先推导了有环路LDPC码的概率译码算法,然后在传统的概率译码算法引入了修正系数,从而减小了环路对译码性能的影响.仿真结果表明,采用改进的译码算法可以提高译码性能.     

基于CNN扰动的极化码译码算法

针对中短码长下串行抵消(SC)算法性能较差,且串行抵消列表(SCL)算法复杂度较高等问题,根据译码纠错空间理论,该文提出了一种基于卷积神经网络(CNN)扰动的极化码译码算法。对SC译码失败的接收序列,通过CNN产生相应的扰动噪声,并将该扰动噪声添加到接收信号中,然后根据重新计算的似然信息进行译码。仿真结果表明:与SC译码算法相比,所提出的算法约有0.6 dB的增益,与SCL(L=16)译码算法相比,该算法约有0.1 dB的提升,且平均复杂度更低。     

一种改进的堆栈译码算法

深太空通信对编译码的性能有十分高的要求,卷积码的性能和约束长度密切相关,约束长度越大卷积码的编码增益越大,则其性能越好。维特比译码算法由于受译码开销的限制,并且其译码开销随约束长度增加呈指数增长,维特比译码算法仅适用于短约束长度的卷积码。目前仅有序列译码算法适用于大约束长度卷积码译码。由于堆栈译码算法中堆栈的大小是有限的,在信道受扰较为严重的情况下,潜在的正确路径有可能被删除,这将影响到译码的性能。多堆栈译码算法不存在潜在删除的问题,多堆栈译码算法完成译码所需计算量远小于堆栈译码算法。     

低复杂度的TBCC自适应循环VA译码算法

咬尾是一种将卷积码转换为块码的技术,它消除了归零状态所造成的码率损失,同时避免了截尾带来的性能降低,在短块编码中具有明显优势。针对咬尾卷积码(TBCC)现有译码算法复杂度过大和收敛性问题,提出一种低复杂度的TBCC自适应循环维特比(VA)译码算法。该算法根据信道变化自适应调整译码迭代次数,使咬尾路径收敛到最佳。通过仿真对比不同译码算法的块错误率和译码迭代次数,结果表明TBCC性能明显好于传统卷积码;相比于同类循环VA算法,在不降低性能的前提下,改进算法简化了停止规则,减少译码迭代次数和复杂度,在低信噪比时,改进算法比传统绕维特比译码算法(WAVA)平均迭代次数减少约4次。      

Iterative soft decoding of Reed-Solomon codes

This letter presents an iterative decoding method for Reed-Solomon (RS) codes. The proposed algorithm is a stochastic shifting based iterative decoding (SSID) algorithm which takes advantage of the cyclic structure of RS codes. The performances of different updating schemes are compared. Simulation results show that this method provides significant gain over hard decision decoding and is superior to some other popular soft decision methods for short RS codes.     

一种基于奇偶校验码级联极化码的低复杂度译码算法

极化码作为一种纠错码,具有较好的编译码性能,已成为5G短码控制信道的标准编码方案.但在码长较短时,其性能不够优异.作为一种新型级联极化码,奇偶校验码与极化码的级联方案提高了有限码长的性能,但是其译码算法有着较高的复杂度.该文针对这一问题,提出一种基于奇偶校验码级联极化码的串行抵消局部列表译码(PC-PSCL)算法,该算...     

Erasure-free sequential decoding of trellis codes

An erasure-free sequential decoding algorithm for trellis codes, called the buffer looking algorithm (BLA), is introduced. Several versions of the algorithm can be obtained by choosing certain parameters and selecting a resynchronization scheme. These can be categorized as block decoding or continuous decoding, depending on the resynchronization scheme. Block decoding is guaranteed to resynchronize at the beginning of each block, but suffers some rate loss when the block length is relatively short. The performance of a typical block decoding scheme is analyzed, and we show that significant coding gains over Viterbi decoding can be achieved with much less computational effort. A resynchronization scheme is proposed for continuous sequential decoding. It is shown by analysis and simulation that continuous sequential decoding using this scheme has a high probability of resynchronizing successfully. This new resynchronization scheme solves the rate loss problem resulting from block decoding. The channel cutoff rate, demodulator quantization, and the tail's influence on performance are also discussed. Although this paper considers only the decoding of trellis codes, the algorithm can also be applied to the decoding of convolutional codes