Rice信道下LDPC码密度进化的研究

应用低密度奇偶校验(LDPC)码译码消息的密度进化可以得到码集的噪声门限,依此评价不同译码算法的性能,并可以用来优化非正则LDPC码的次数分布对。该文首先以Rice信道下正则LDPC码为例,讨论了不同量化阶数及步长时BP,BP-based 和offset BP-based 3种译码算法的DDE(Discrete Density Evolution)分析,接着在offset BP-based译码算法的DDE分析基础上,采用差分进化方法对Rice信道下非正则LDPC码的次数分布对进行了优化,得出了相应的噪声门限。最后,给出了Rice信道下码率为1/2的优化非正则LDPC码的概率聚集函数(PMF)进化曲线。     

LDPC码在因子图上的构造及其译码

LDPC码是一种可以接近香农限的线性分组码,可通过稀疏奇偶校验矩阵来构造。也可以用因子图来构成。根据LDPC码的不同构成方法至今已提出了数种不同的译码方法。本文介绍了基于因子图的LDPC码的构造方法,分析了和一积(SPA)译码算法的基本原理,最后详细讨论了用SPA算法对LDPC码进行译码的过程。     

有限平面LDPC码的停止集

有限平面LDPC码是一类重要的有结构的LDPC码,在利用和积算法(SPA)等迭代译码方法进行译码时表现出卓越的纠错性能。众所周知,次优的迭代译码不是最大似然译码,因而如何对迭代译码的性能进行理论分析一直是LDPC码的核心问题之一。近几年来,Tanner图上的停止集(stopping set)和停止距离(stopping distance)由于其在迭代译码性能分析中的重要作用而引起人们的重视。该文通过分析有限平面LDPC码的停止集和停止距离,从理论上证明了有限平面LDPC码的最小停止集一定是最小重量码字的支撑,从而对有限平面LDPC码在迭代译码下的良好性能给出了理论解释。     

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)。     

一种伪随机LDPC码构造方法与性能研究

低密度校验(Low-Density Parity-Check)码作为迄今为止性能最好的纠错码之一, 目前已经被许多数字通信标准广泛采用。伪随机低密度校验码(Pseudo-Random)是 LDPC 码的一个子类,已被应用于空间通信和无线网络技术。本文给出了一种基于有限域的伪随机 LDPC 码构造方法,并采用理论分析和仿真结果分析相结合的方法,对伪随机 LDPC 码的构造和编译码方法进行了研究,并给出了实现中适合的译码算法及量化方案。     

基于原型图的低码率LDPC码最小和译码算法改进方案

低密度奇偶校验(LDPC)码的译码硬件实现方案大多采用计算复杂度较低的修正最小和(NMS)算法,然而对于低码率LDPC码,由于校验节点度数低,NMS算法的修正误差较大,导致其译码性能和标准的置信传播(BP)算法相比有较大差异。该文针对基于原图构造的一类低码率LDPC码,提出了在NMS迭代译码中结合震荡抵消(OSC)处理和多系数(MF)修正技术的方案。结合低码率原型图LDPC码行重分布差异较大的特点,MF修正算法可以有效地减少计算误差,从而改善译码性能。另外低码率原型图LDPC码的收敛较慢,而OSC处理则可以较好地抑制正反馈信息,进一步提高NMS算法的性能增益。仿真结果表明,对于此类低码率LDPC码, MF-OSC-NMS算法可以达到接近BP算法的性能。OSC处理和MF修正技术硬件实现简单,与NMS算法相比几乎没有增加计算复杂度,因此MF-OSC-NMS算法是译码算法复杂度和性能之间一个较好的折中处理方案。     

多进制（Q-ary）LDPC码的编译码原理

多进制(Q-ary)LDPC码是将二进制LDPC码一般化到有限域GF(q),其校验矩阵元素不再是(0,1),而是集合(0,1,…,q-1),其译码仍然采用高效的信度传递迭代译码算法.本文主要阐述了多进制LDPC码的编译码原理,并介绍了一种可简化译码的傅立叶变换译码算法.通过将多进制LDPC码的性能与二进制LDPC码和RS码的性能进行比较,可以看出多进制LDPC码在磁存储系统、下一代ADSL系统以及深空通信方面将是取代RS码的强有力的候选,有极其重要的应用价值.     

影响多进制LDPC码译码性能因素研究

多进制LDPC码是将二进制LDPC码推广到有限域GF(q),其校验矩阵的元素不再是0和1,而是集合(0,1,2,…,q-1),译码仍然采用高效的基于置信度传播的迭代译码算法。文中主要阐述了准循环多进制LDPC码(QC-LDPC)校验矩阵的构造以及最小和译码算法的原理,然后在高斯白噪声信道(AWGN)中,用Matlab了仿真不同条件下LDPC码的译码性能,比较分析了影响多进制LDPC码译码性能的因素。     

准循环LDPC码的部分并行译码算法

IEEE802.16e标准定义的准循环低密度奇偶校验(LDPC)码是一种线性分组码。针对LDPC码校验矩阵的稀疏准循环特性,对基于部分并行结构的归一化最小和(NMS)译码算法进行了研究,给出了译码信息量化和信息交换的方法。通过数值仿真验证了译码算法在高斯信道中的译码性能,并利用现场可编程门阵列(FPGA)对该译码算法进行了实现。     

一种改进的自纠正最小和LDPC码的译码算法

低密度奇偶校验(LDPC)码是一类具有优良纠错能力的差错控制编码,可以逼近香农极限.目前LDPC码正在进入越来越多的工程应用中,高效的译码算法具有重要的价值.在研究已知的LDPC码译码算法的基础上,提出了一种改进的简化译码算法,称为加约束的自纠正最小和(CSCMS)算法,该算法的计算复杂度与最小和(MS)译码算法相当,性能却提升了0.2 dB左右,与其他几种改进的简化译码算法相比,性能提升约0.1 dB,并且译码的平均迭代次数也有所降低.     

低SNR下基于LDPC译码的迭代SNR估计

针对低信噪比（≤0dB）下SNR估计的难题,提出了基于低密度奇偶校验码（LDPC）译码辅助的迭代SNR估计算法。该算法先采用期望最大（EM）原理及LDPC译码软信息实现SNR粗估计,再以不同SNR下LDPC软信息硬判结果满足校验矩阵约束程度的差异为判决依据,实现基于判决反馈的SNR精估计。仿真表明,该算法能以相对较小的计算复杂度,使LDPC编码系统在低SNR下获得了较高精度的SNR估计。     

不同译码下LDPC码的图像应用

文中介绍了LDPC码的构造及其译码原理,该码在中短码长时具有很强的纠错能力,将其与图像传榆相结合,能够达到很好的图像传输质量。仿真实现了在AWGN信道下规则LDPC码的图像传输系统,用四种译码算法对LDPC码的性能做了仿真,并将其在图像传输中的效果做了比较。仿真结果发现,LDPC码采用不同的译码算法输出图像的效果是不一样的。     

Array LDPC码解码器设计

Array—LDPC码是一种高码率的LDPC（低密度奇偶校验）码,具有高性能、易编码等特点,广泛应用于DSL（数字用户线）传输中。在分析ArrayLDPC码结构和MS（最小和）算法的基础上,提出一种在较低硬件复杂度下实现较高并行度的解码器架构。该架构显著降低了节点间的信息通信量,同时,用局部CPU之间有规律的信息传递取代了VPU与CPU之间复杂的信息交换,解决了硬件实现中的布线问题。设计结果表明,采用这种架构设计的（2209,2021）Array．LDPC解码器具有吞吐率高、结构简单的优点,在0．18μmCMOS工艺下,面积仅为2．4mm2,而吞吐率可达到1．03Gbps。     

硬件可实现的LDPC译码算法研究

低密度奇偶校验(LDPC)码有着较强的纠错能力,已被确定为第四代移动通信技术中首选码字。分析对比了几种LDPC译码算法的过程,基于硬件可实现性这一研究热点,对传统的译码算法进行了优化,提出一种易于硬件实现的LDPC译码算法。仿真结果表明:归一化最小和算法在不增加迭代次数,码长较长的情况下也有着很好的译码性能,适合在LDPC译码器的硬件实现中推广。     

LDPC码译码算法及性能分析

为了进一步降低低密度奇偶校验(LDPC)码译码算法的复杂度,基于经典置信传播(BP)译码算法,给出了对数域迭代后验概率对数似然比(APP LLR)算法。通过概率域的和积算法(SPA)和对数域的迭代APP LLR算法的性能仿真及分析可见,迭代APP LLR算法能以较小的性能损失换取复杂度的大幅降低。进一步选用迭代APP LLR算法,结合不同地形条件下的VHF频段信道模型,仿真了LDPC码编译码系统的性能。理论分析及仿真结果均表明,基于迭代APP LLR算法的LDPC码,实现简单,性能优异,具有良好的工程应用前景。     

使用交互式编解码机制的分布式视频编码研究

为了克服Slepian-Wolf编码不存在统一编码以及采用的无记忆信道模型不符合实际等问题,运用交互式编解码(IED)方式,建立了统一编码,构建了有记忆的有限状态信道(FSC)模型,同时设计了一种适合FSC的用于LDPC解码的置信传播算法。实验结果表明,实现后的IED相比非IED具有更低的误码率(BER),且与理论极限码率更加逼近,实际视频序列的测试结果显示,实现的IED分布式视频编码系统较LDPC算法有2dB左右的率失真性能增益。     

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。     

LDPC码的改进迭代比特翻转译码算法

为提高低密度奇偶校验(LDPC)码的低复杂度硬判决译码算法的性能,提出了一种改进的比特翻转(BF)译码算法,在迭代时利用一个交替的门限模式对多个比特进行翻转,降低了每次迭代时比特被错误翻转的概率,从而有效提高了译码性能.仿真结果表明,与BF算法相比,该算法在保持低复杂度的基础上获得了更好的译码性能和更快的收敛速度.     

LDPC码的高性能信道纠错码理论

自从上世纪60年代信道编码理论提出至今,就如何构建一个模拟通信信道容量问题成为了各国学者努力研究的主要课题,并且形成了通信能力体现的一个主要问题。半个世纪以来,各国科学通过构造以两条主线为基础提出的香农条件算法。提出的LDPC码的优异性能吸引人们不断探讨它在各个领域的应用：在宽带接入网中的应用方面,基于二元LDPC的多电平编码计算方法,通过仿真实验证明了该方法在信道传输过程中的高性能算法。在进行算法记录模型方面,用磁记录中的高吞吐率和繁杂LDPC译码方案结合进行。