结构半随机LDPC码的递增冗余HARQ方案

提出了结构半随机LDPC码，分析了其在不同码率时，编、译码具有兼容性的特性。介绍了基于结构半随机LDPC码的递增冗余HARQ方案，给出了这种方案的吞吐量性能封闭解。在AWGN信道和Rayleigh衰落信道下，通过仿真将新方案的性能和随机LDPC码的性能进行了比较，结果显示，结构半随机LDPC码的递增冗余HARQ方案性能接近随机LDPC码，但编、译码更简单，参数选择范围更广。     

π旋转LDPC码在MB-OFDM超宽带系统中的性能分析

π旋转LDPC码克服了以往LDPC码编码复杂度高的缺点,具有码率变化灵活,长码构造简单,无需求出生成矩阵,节约储存空间等优点.为了提高超宽带(UWB)系统的传输可靠性,利用π旋转LD-PC码设计了一种不采用交织的多带正交频分复用(MB-OFDM)超宽带的实现方案,并通过仿真计算分析了π旋转LDPC码与并行级联卷积码的性能差异.     

π旋转LDPC码在MB-OFDM超宽带系统中的性能分析

π旋转LDPC码克服了以往LDPC码编码复杂度高的缺点,具有码率变化灵活,长码构造简单,无需求出生成矩阵,节约储存空间等优点。为了提高超宽带(UWB)系统的传输可靠性,利用π旋转LDPC码设计了一种不采用交织的多带正交频分复用(MB-OFDM)超宽带的实现方案,并通过仿真计算分析了π旋转LDPC码与并行级联卷积码的性能差异。     

高码率LDPC码译码器的优化设计与实现

本文以CCSDS推荐的7/8码率LDPC码为例,提出了一种适于高码率LDPC码译码器的硬件结构优化方法。高码率的LDPC码通常也伴随着行重与列重的比例较高的问题。本方法是在拆分校验矩阵的基础上,优化常用的部分并行译码结构,降低了高码率LDPC码译码时存在的校验节点运算单元(CNU)与变量节点运算单元(VNU)之间的复杂度不平衡,并由此提高了译码器的时钟性能。实验证明,本文方案提供的结构与常用的部分并行译码结构相比,节省硬件资源为41％;采用与本文方案相同的硬件资源而未经矩阵拆分的部分并行译码方案的码速率为本文方案的75％。     

一种光通信中基于LDPC码的新颖级联码

基于SCG(4,k)码的构造方法对SCG-LDPC码进行优化改进,构造一种适用于光通信系统的新颖LDPC(3969,3720)码,通过增大其码长,构造码率为95.1%的新颖SCG-LDPC(6561,6240)码,使其码率更符合光通信系统的高码率要求。并用SCG-LDPC(6561,6240)码与码率为94.5%的BCH(127,120)码进行级联,构造出一种新颖的BCH(127,120)+LDPC(6561,6240)级联码。仿真分析表明:在误码率为10-7时,新构造的BCH(127,120)+LDPC(6561,6240)级联码的净编码增益比已广泛应用于光通信系统的经典RS(255,239)码和SCG-LDPC(6561,6240)码分别提高了2.27dB和0.49dB。因而该级联码更适合于光通信系统。     

基于LDPC码率自适应的HARQ系统

在对LDPC码及常用的不等差错保护策略分析的基础上,提出了一种新的码率调整策略,并对该策略的BER和迭代性能进行了分析,证明了其有效性.在该策略的基础上设计了一种基于不等差错保护方法的结合SPIHT和LDPC码的HARQ无线图像传输方案,通过计算机仿真表明该系统的能够起到较好的图像传输保护效果.     

多码率LDPC码高速译码器的设计与实现

低密度奇偶校验码(LDPC码)以其接近香浓极限的性能得到了广泛的应用.如何在.FPGA上实现多码率LDPC码的高速译码,则是LDPC码应用的一个焦点.本文介绍了一种多码率LDPC码及其简化的和积译码算法;设计了这种多码率LDPC码的高速译码器,该译码器拥有半并行的运算结构和不同码率码共用相同的存储单元的存储资源利用结构,并以和算法与积算法功能单元同时工作的机制交替完成对两个码字的译码,提高了资源利用率和译码速率.最后,本文采用该结构在FPGA平台上实现了码长8064比特码率7/8、6/8、5/8、4/8、3/8五个码率的多码率LDPC码译码器.测试结果表明,译码器的有效符号速率达到200Mbps.     

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。     

串行级联LDPC码及其传输性能分析

提出了一种简化的LDPC译码算法,以减小译码算法的复杂度.以非规则LDPC码作为内码,串联一个高码率规则LDPC码作为外码,可降低或消除错误平层.将此串行级联LDPC码在M-QAM调制信道上进行了仿真分析,结果表明其性能优于RS码,可有效利用带宽,同时保证数据可靠传输.     

一种基于贪婪搜索的码率兼容LDPC码打孔算法

为了提高有限长LDPC码的打孔性能,提出一种码率兼容LDPC码的打孔算法.结合打孔变量点恢复树结构的特点,采用贪婪搜索算法逐级最大化k步可恢复节点的数量,以获得尽可能多的k值较小的k步可恢复节点,从而改善码率兼容系列子码的误码性能.针对随机构造和PEG构造下的LDPC码,验证了本文打孔算法的性能.仿真结果表明,本文方法生成的系列码率兼容子码的误码性能均优于随机打孔方法,特别是当子码的码率较高时,误码性能改善越明显.     

关于非规则LDPC码的基于度分布HARQ性能研究

该文提出了一种非规则LDPC码字基于度分布HARQ技术的改进方案。该方案在选择重传信息的过程中,不仅考虑了节点度分布的影响,而且考虑了非规则LDPC码字自身的不均等错误保护特性。与原始的基于度分布的HARQ方案相比,该方案使系统的误比特率和吞吐量指标得到了明显改善。     

极化码混合自动请求重传技术综述

极化码在有限码长下具有优异的性能,被3GPP采纳为5G控制信道编码方案。Beyond 5G(B5G)及6G对通信系统的可靠性和频谱效率有着更高的要求,需要解决逼近信道容量极限,提高系统性能的问题。为应对这一挑战,需要以极化码为基础,研究面向数据信道的极化编码传输技术。面对B5G及6G对通信系统的更高要求,总结了极化编码的链路自适应技术框架,介绍了几种典型的极化编码混合自动请求重传(Polar-Coded HARQ)技术方案。从性能、吞吐率、灵活性和复杂度等角度,对各种方案的优势与不足进行了综合对比。相较于传统HARQ方案,这些基于极化编码的新型HARQ方案能够显著提高无线传输性能,满足6G移动通信系统需求。归纳总结了极化编码HARQ的关键技术及未来研究方向,旨在为进一步研究提供有益的参考。     

一种CQI辅助的HARQ改进方案

下一代移动通信系统在高速移动的条件下,需要更高的吞吐量和更大的带宽。这就需要采用更好的信道编码（turbo码等）、HARQ策略和信道均衡技术。但是,turbo译码是一个复杂的过程,在进行信号处理时会耗费用户大量的时间和功率。因此与turbo译码相关的HARQ策略会对系统性能产生很大影响。提出了一种CQI辅助的HARQ策略。这种策略主要利用了已经测量得到的CQI来跳过HARQ在首次传输和重传过程中不必要的解调和译码过程。通过采用HARQ策略,当误帧率高于门限时可以节省UE端大约55%的功率。     

Performance of degree distribution based HARQ scheme for LDPC-coded OFDM system

This article studies the degree distribution property of low density parity check (LDPC) codes by Gaussian approximation (GA) and presents an efficient hybrid automatic repeat quest (HARQ) scheme for LDPC-coded orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system. In the scheme, the important bits with large degrees have high retransmission priorities and are mapped to the sub-carriers with better channel quality indicator (CQI) levels in the OFDM system. The new scheme provides more protection to the bits with large degrees and thus contributes more to the decoding process by offering more transmission power. In this way the system performance would be improved. The statistics and simulation results also prove the new scheme.     

A fast LDPC encoder/decoder for small/medium codes

Although Low-Density Parity-Check (LDPC) codes perform admirably for large block sizes — being mostly resilient to low levels of channel SNR and errors in channel equalization — real time operation and low computational effort require small and medium sized codes, which tend to be affected by these two factors. For these small to medium codes, a method for designing efficient regular codes is presented and a new technique for reducing the dependency of correct channel equalization, without much change in the inner workings or architecture of existing LDPC decoders is proposed. This goal is achieved by an improved intrinsic Log-Likelihood Ratio (LLR) estimator in the LDPC decoder — the ILE-Decoder, which only uses LDPC decoder-side information gathered during standard LDPC decoding. This information is used to improve the channel parameters estimation, thus improving the reliability of the code correction, while reducing the number of required iterations for a successful decoding. Methods for fast encoding and decoding of LDPC codes are presented, highlighting the importance of assuring low encoding/decoding latency with maintaining high throughput. The assumptions and rules that govern the estimation process via subcarrier corrected-bit accounting are presented, and the Bayesian inference estimation process is detailed. This scheme is suitable for application to multicarrier communications, such as OFDM. Simulation results in a PLC-like environment that confirm the good performance of the proposed LDPC coder/decoder are presented.     

Cross-layer design based on RC-LDPC codes in MIMO channels with estimation errors

In this paper, we propose a cross-layer design framework combining adaptive modulation and coding (AMC) with hybrid automatic repeat request (HARQ) based on rate-compatible low-density parity-check codes (RC-LDPC) in multiple-input multiple-output (MIMO) fading channels with estimation errors. First, we propose a new puncturing pattern for RC-LDPC codes and demonstrate that the new puncturing pattern performs similar to the random puncturing but is easier to apply. Then, we apply RC-LDPC codes with the new puncturing pattern to the cross-layer design combing AMC with ARQ over MIMO fading channels and derive the expressions for the throughput of the system. The effect of channel estimation errors on the system throughput is also investigated. Numerical results show that the joint design of AMC and ARQ based on RC-LDPC codes can achieve considerable spectral efficiency gain.     

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。