一种新的基于最大似然估计的迭代定时恢复算法

符号同步误差对LDPC译码性能会产生严重恶化,如何在低信噪比下,利用LDPC的编码增益来提高符号同步误差估计性能是本文的核心问题.基于最大似然(ML)准则,提出了似然函数导数归零的码辅助迭代符号同步算法,该算法以单一编码分组为单位进行迭代估计,不但可以应用于连续信道,同样适用于突发通信.仿真结果表明,本文提出算法的估计性能可以在信噪比很低的情况下逼近MCRB,在符号同步误差估计值快速收敛的同时,译码性能接近符号精确同步的理想情况.     

OFDM系统下LDPC码的性能仿真

通过对LDPC码在不同调制方式下译码算法的分析，把高阶调制下的和积译码算法应用于LDPC—OFDM系统，系统中LDPC码采用目前性能最优的PEG随机构造生成，并与Turbo—OFDM系统进行比较，仿真结果表明短码长LDPC码在高码率高信噪比的情况下性能优于Turbo码。     

多元LDPC编码调制系统CNN辅助迭代检测译码算法

针对相关噪声信道,提出了一种适用于多元LDPC码的深度学习辅助译码算法,将卷积神经网络(Convolution Neural Network,CNN)引入到基于硬信息的迭代大数逻辑算法中,以对抗相关信道噪声影响。在CNN与硬判决译码器之间的迭代能够减弱噪声对编码调制系统的影响,使得译码器可以获得更为准确的估计。为了充分发挥CNN的能力,对于经过高阶调制的复数形式信号数据,通过预处理转化为实数形式。仿真结果表明,相较于已有研究中提出的联合迭代检测译码结构,GF(64)域上的(42,21)多元LDPC码经64-QAM调制传输,CNN方案能够获得最高1 dB的性能增益,验证了其在抵抗相关信道噪声的有效性。     

可变速率多元LDPC码高阶调制系统

由于无线信道的时变性及无线频谱资源的短缺,码率自适应技术及高频谱效率的高阶调制技术均为未来高速率无线通信发展的必然方向,本文提出了一种基于多元速率兼容LDPC（RC-LDPC）码的可变速率高阶编码调制方案。该方案基于符号级的多元LDPC码缩短和打孔算法,并与高阶映射联合优化设计,获得了比二元RC-LDPC码方案优异的性能,实现了多元LDPC码率从1/3到5/6灵活变化,并且所有子码都可以共享母码的编译码器,因此相对于多元母码,基本不增加系统复杂度。仿真结果证明采用64-QAM调制时,本方案的误码率性能比二元码对应方案在各个码率分别有0.5到1.3dB的增益。      

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.     

高阶调制系统下LDPC码优化设计

为了提高编码调制系统的整体编码增益,提出一种高阶调制系统下LDPC码的度分布优化方法.根据高阶调制符号中不同比特的误比特特性,将调制符号所经历信道建模为一组对称二进制输入加性高斯信道.在此基础上,推导了高阶调制系统下LDPC码高斯近似密度进化分析方法,并得到译码收敛条件.结合度分布约束关系及译码收敛条件,提出高阶调制系统下LDPC码的度分布优化问题及差分进化实现方法.仿真结果表明,设计的LDPC码在高阶调制系统中的渐进性能和误码性能优于基于比特优化映射的编码调制方案.     

一种移动通信中的低复杂度盲信噪比估计算法

信噪比估计器(Signal-to-Noise Ratio Estimator,SNRE)可用于移动通信中的多个领域,例如LDPC码软译码器中就需要信道信噪比以用于计算接收码字的先验信息。该文在一种加性白高斯噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道中在线SNRE的基础上,推出一种低复杂度的衰落信道盲信噪比估计器 (Fading channel Blind SNRE,FBSNRE)。仿真结果表明FBSNRE在应用于LDPC码译码器时具有较好的性能。     

基于多元LDPC码扩展最小和译码的软信息迭代生成算法

为克服多元LDPC码的扩展最小和(Extended Min-Sum, EMS)译码算法中对数似然比(Log Likelihood Ratio, LLR)生成及排序复杂度过高的问题,该文针对以BPSK为调制方式的编码调制系统,提出一种快速而简单的LLR生成算法。该算法采用一种低复杂度的迭代计算方式,可快速生成并排序LLR,适用于硬件实现的流水线结构,能够加速译码器的译码速度并提高译码器吞吐量。仿真结果表明:所提出算法对译码性能基本没有影响且极大降低LLR计算的复杂度,是一种适用于高速多元LDPC译码器前端实现的候选算法。     

DTMB标准中LDPC译码器的优化设计与实现

介绍了一种适用于中国数字电视国标(DTMB)系统的低密度奇偶校验码(LDPC)译码器的新结构.该结构利用分块译码的方法复用相同的资源以达到提高资源利用效率的目的,实验结果表明该结构译码器相比于传统的半并行译码器在资源利用效率上有较大的提高.同时,该结构也可应用于其他LDPC码的译码器上,尤其对码长较长的LDPC码有较好的表现.     

高阶调制系统中一种基于经验特征函数的盲AWGN信噪比估计算法

在Turbo类迭代译码器译码初始化步骤中,需要估计AWGN信道的方差以生成接收比特的先验信息.而已有文献主要针对BPSK/8PSK情形进行研究[1,2],因此本文从经验特征函数的角度出发,推导出高阶调制的低复杂度、盲信噪比估计算法.仿真表明对于各种不同的MPSK/MQAM调制,尽管接收端不知道何种高阶调制,估计器均能获得较好的无偏估计.     

Frame Synchronization Algorithm for LDPC Coded Burst Systems

We present a frame synchronization algorithm for low‐density parity‐check (LDPC) coded burst transmissions, which combines a conventional pilots‐assisted frame synchronization algorithm and a code‐aided algorithm based on the mean magnitude of the soft outputs from the LDPC decoder. With moderate computational complexity, the proposed algorithm is more efficient in bandwidth than conventional pilots‐assisted algorithms. When compared with other code‐aided algorithms, the proposed algorithm offers a better trade‐off between complexity and performance. Simulation results in the case of an 8‐PSK system with (1944, 972) LDPC code show that the proposed algorithm can achieve a performance equivalent to that of the perfect frame synchronization, with a bandwidth efficiency loss of 0.06 dB due to the use of pilot symbols.     

基于改进最小和算法的LDPC解码器的优化

对一种基于改进最小和算法的LDPC解码器做了优化,分析了由于量化引起的误差在解码过程中的变化过程,给出了优化后解码器的一种硬件结构。并在一个码长为504,码率为1/2的低密度奇偶校验码上,对优化前、后两种结构进行了分析和仿真,证明新结构与旧结构相比,在相同误比特率下所需信噪比节省约0.05dB,相同信噪比下成功解码所需平均迭代次数减少约3%     

一种多进制LDPC码加权符号翻转译码算法

提出了一种低复杂度基于翻转规则的多进制低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check ,LDPC)码符号翻转译码算法。为寻求有效码字,该算法在符号向量空间迭代地更新硬判决的接收符号向量。每一次迭代只改变一个符号,其符号翻转函数综合考虑了不满足校验式的个数和接收比特和计算出符号的可靠性度量。在高阶伽罗华域中采用一种无限环路规避和翻转符号选取方法,同时提出了翻转规则设计方法,该设计决定了计算复杂度和差错性能。仿真结果表明,该符号翻转算法在帧长为150符号的16进制LDPC码中取得了纠错性能和计算复杂度的有效权衡。     

Design of Irregular LDPC Codes for BIAWGN Channels with SNR Mismatch

Belief propagation (BP) algorithm for decoding lowdensity parity-check (LDPC) codes over a binary input additive white Gaussian noise (BIAWGN) channel requires the knowledge of the signal-to-noise ratio (SNR) at the receiver to achieve its ultimate performance. An erroneous estimation or the absence of a perfect knowledge of the SNR at the decoder is referred to as ?SNR mismatch?. SNR mismatch can significantly degrade the performance of LDPC codes decoded by the BP algorithm. In this paper, using extrinsic information transfer (EXIT) charts, we design irregular LDPC codes that perform better (have a lower SNR threshold) in the presence of mismatch compared to the conventionally designed irregular LDPC codes that are optimized for zero mismatch. Considering that min-sum (MS) algorithm is the limit of BP with infinite SNR over-estimation, the EXIT functions generated in this work can also be used for the efficient analysis and design of LDPC codes under the MS algorithm.     

并行级联Gallager码的动态最大外迭代次数译码方案的研究

PCGC(Parallel Concatenated Gallager Code,并行级联Gallager码)是将LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验)码运用于并行级联编码形式而得到的一种新型编码,它的译码器采用双层迭代的形式.传统的PCGC译码器采用FMSIN(Fixed Maximum Super Iteration Number,固定最大外迭代次数)的方案,在信道SNR(Signal-to-Noise Ratio,信噪比)较低时会导致译码器平均迭代次数,也即译码器复杂度偏高.针对于此,本文提出一种根据信道信噪比状况动态调整译码器中最大外迭代次数的方案,并通过计算机仿真,验证了运用此方案后,译码器复杂度可得到较大程度的降低.     

基于FFT-BP算法的多元域LDPC码译码器设计与FPGA实现

GF(q)域上的LDPC码是二进制LDPC码的扩展,它具有比二进制LDPC码更好的纠错性能。FFT-BP算法是高效的LDPC码译码算法,本文在GF(4)域上探讨该算法的设计与实现。本文的创新之处在于,根据FFT-BP算法的特点设计了一种利用Tanner图进行信息索引的方式,简化了地址查询模块的设计。实验表明,在归一化信噪比为2.6dB时,译码器的误码率可达到10-6。     

EBPSK解调器中利用SVM概率输出的LDPC译码

为了改善扩展的二元相移键控（EBPSK）系统在低信噪比下的误码率性能,引入了低密度奇偶校验码（LDPC）。EBPSK解调器借助特殊的冲击滤波器提高能量利用率,却增加了获得后验概率信息用于译码的困难。本文引入支持向量机（SVM）方法在滤波器输出信号中选取少量采样点进行概率输出并进行LDPC译码,仿真显示可得到较高的信噪比增益。同时,本文还仿真对比了不同采样频率及不同方式获得的后验概率信息对系统译码性能的影响,表明基于SVM的方法在低采样率和低信噪比条件下便可获得较为精确的后验概率,因此,在EBPSK系统中采用SVM方法获得后验概率信息用于LDPC译码是一种较为有效的方式。      

Augmented Belief Propagation Decoding of Low-Density Parity Check Codes

We propose an augmented belief propagation (BP) decoder for low-density parity check (LDPC) codes which can be utilized on memoryless or intersymbol interference channels. The proposed method is a heuristic algorithm that eliminates a large number of pseudocodewords that can cause nonconvergence in the BP decoder. The augmented decoder is a multistage iterative decoder, where, at each stage, the original channel messages on select symbol nodes are replaced by saturated messages. The key element of the proposed method is the symbol selection process, which is based on the appropriately defined subgraphs of the code graph and/or the reliability of the information received from the channel. We demonstrate by examples that this decoder can be implemented to achieve substantial gains (compared to the standard locally-operating BP decoder) for short LDPC codes decoded on both memoryless and intersymbol interference Gaussian channels. Using the Margulis code example, we also show that the augmented decoder reduces the error floors. Finally, we discuss types of BP decoding errors and relate them to the augmented BP decoder.