分组码级联极化码

为提升极化码译码性能,提出一种级联极化码方案．采用经典分组码作为外码,极化码作为内码．选择所在子信道置信度较低的信息比特进行外码编码,将编码产生的校验比特放置在置信度最高的几个子信道位置上,再将这些校验比特与要传输的信息比特一起进行极化码编码．利用外码产生的校验比特有效地提升了极化码的译码性能．同时给出修正的连续删除列表译码算法,在原始的连续删除列表译码器译码结束后,将译码器列表中每一条译码结果所包含的校验比特分别进行校验,选择正确率最高且可通过校验的一条译码结果作为最终输出．仿真结果显示,在码长为128、误帧率为10^-2时,与循环冗余校验辅助的极化码方案相比,级联极化码方案有0.25dB的增益．     

Successive cancellation multibit-flipping decoding algorithm for polar codes

The investigation of the probability of error bits in a codeword shows that single-bit errors and 2-bit errors are main reasons that influence the decoding performance of polar codes with a short or moderate blocklength. Based on the statistical analysis of the error bits, a successive cancellation(SC) multibit-flipping decoding algorithm is proposed. Compared with the SC single-bit-flipping decoding, the proposed scheme can obtain better performance gains for polar codes with a short blocklength. Compared with the SC list decoding by exploring multiple paths simultaneously, the proposed scheme has a lower space complexity. Moreover, the decoding complexity of the proposed decoding algorithm decreases as the signal to noise ratio(SNR) increases. Simulation shows that for polar codes with a short or moderate blocklength, the performance of the proposed decoder can approach that of the SC list decoding with lower decoding complexity in high SNR regions.     

双模冗余汉明码的设计与验证

集成电路芯片工作在电磁环境复杂的空间环境中,容易受到高能粒子的影响发生软错误.在芯片内,存储单元所占面积超过一半以上,对存储器单元进行加固是提升芯片可靠性的重要途径之一.因此,本文对汉明码做出改进,提出了一种双模冗余汉明码,该方法能够修正存储单元中出现的一位翻转和两位翻转.首先,对汉明码编码模块进行逻辑优化,有效减少了编码电路的延迟,再把该模块生成的校验码进行双模冗余处理,作为双模冗余汉明码编码模块的输出.之后依据汉明码解码规则分别对每份校验码与原码的组合进行处理,得到修正后的数据位与两位翻转标志位.通过分析发现当两位翻转未同时发生在原码内时,可以依据两位错误标志位的值得到正确的输出.最后,采用版图分割技术消除了两位原码同时翻转的情况,进一步提高了存储器的可靠性.在本文中,分别实现了字长为4、8和11的双模冗余汉明码,并与其它修正码的性能进行比较,结果表明:它们的电路延迟分别为8位字长汉明码的85%、89%和96%,低于两位修正能力的BCH码.     

一种对奇偶校验比特按组删余的速率兼容编码

以多维累加交叉并行级联单奇偶校验码为母码,提出了一种具有线性编码复杂度的删余速率兼容编码．将母码的每个编码支路所输出的奇偶校验比特分为一组,利用高斯近似密度进化方法确定各组奇偶校验比特的删余优先级别,通过对奇偶校验比特按组删余,构建了一组速率兼容编码．仿真结果表明,该编码在不同码率的误比特率性能均优于以(3,6)规则LDPC码为母码构建的删余速率兼容编码的性能．     

一种非相干检测下的低复杂度正交编码调制解调方案

提出了一种适用于低码率应用环境的低复杂度非相干正交调制解调方案．信息比特首先经过一个Zigzag码线性编码器,然后将满足奇偶校验关系的编码比特映射为一个PPM符号发送出去．再根据PPM的软输出解调和正交Hadamard码译码之间的等价关系,就可以在接收端将解调和译码看作一个整体处理,这样不但避免了解调和译码之间的迭代运算,而且可以应用快速Hadamard变换(FHT)和基于FHT的后验概率译码(APP-FHT)来降低译码复杂度．还应用联合设计的线性交织器进一步改善本方案中存在的错误平层问题．仿真结果表明,本方案在降低复杂度的同时具有和其他方案可比的性能．     

卫星VCM数传高效低功耗LDPC编码器

随着空间探测任务需求愈加复杂,卫星有效载荷传感器精度不断提高,星地链路传输数据量大幅增加.为满足近地轨道(low Earth orbit, LEO)卫星可变编码调制(variable coding modulation, VCM)数传系统对高通量、低功耗、高可靠性信道编码应用需求,提出了一种基于第二代数字视频广播(the second generation digital video broadcast, DVB-S2)标准的快速累加并向递归编码算法,同时基于此算法提出了一种高效低功耗低密度奇偶校验码(low-density parity-check, LDPC)编码器.利用输入信息比特随机性以及二进制计算特点简化校验比特中间变量的计算,降低了编码器的功耗;通过分析不同VCM模式中LDPC码的相似性,重复利用校验比特中间变量计算单元和存储器,提高了硬件资源利用率;通过控制模块动态重构编码器兼容3种VCM模式,并在保证编码正确性前提下进行模式切换,提高了编码器的灵活性;采用与调制方式相匹配的校验比特存储方案按顺序输出M个并行比特,提高了编码数据吞吐率,具有高效性.在Xilinx XC7K325t-3fbg900 FPGA上对提出的编码器进行了实现,结果表明:在347.5 MHz系统工作时钟下,编码数据吞吐率最高可达1.104 Gb/s,数据吞吐量较固定编码调制系统(constant coding modulation, CCM)提高了31.9%,且该编码器功耗与相同平台同类编码器相比降低了21.7%.     

基于原模图的AR4JA码的优化设计

LDPC码具有接近香农极限的性能和适中的编译码复杂度,在深空通信中具有较大应用前景。该文介绍了空间数据系统咨询委员会标准推荐的累积重复累积码,根据码字的原模图对ARA码进行了设计和分析。经过改进得到AR4JA码性能良好,具有系列性,采用并行结构解码,编解码复杂度较低。相关的仿真结果表明,采用该文所提出的改进原模图构造方法,在4/5码率,3.7 dB信噪比下,可以获得接近10-6的误码性能。     

量子常数循环码

提出了一类新的量子稳定子码的构造方法．寻找量子稳定子码的问题可以转化为寻找GF(4)上迹内积自正交的经典加码的问题．利用这一联系,提出了GF(4)上的经典常数循环码满足迹内积自正交的充要条件,从而构造出了对应的量子常数循环码．最后给出了该类码的一些例子,特别是利用该方法可以构造出量子汉明码．常见的量子循环码实际上是量子常数循环码的一个子类．     

OCDMA系统中光纤光栅编/解码器设计与实现

设计适用于FBG实现的码字和光栅阵列结构,给出设计光栅阵列的原理及方法,提出一种FBG编/解码器在OCDMA系统中的实验框图.通过采用梯形光纤延迟线结构和加压电陶瓷的方法,分别实现对用户速率和地址码的可调.     

一种循环冗余校验码的设计及VHDL语言实现

介绍了CRC码编码、译码原理,以EDA设计软件MAX+plusⅡ为基础,利用VHDL语言设计了CRC(17,12)码编码器和译码器,所设计的编码器可将任意12位信息位转换为17位CRC码,并给出了该编码器和译码器在MAX+plusⅡ软件平台下的仿真结果。     

新型3D-Turbo码原理分析与性能研究

为改善中高信噪比下传统Turbo的错误平台性能,介绍一种改进的Turbo码（3D?Turbo Codes）,通过增加一个码率为1的后编码器,对传统Turbo编码器得到的部分校验比特进行后编码。给出3D?Turbo码的编码结构,分析了影响性能的主要因素,研究3D?Turbo码的迭代译码过程并详细推导了Max?Log－Map算法,最后对3GPP2标准下的3D?Turbo码性能进行仿真。研究结果表明,与3GPP2 Turbo码相比,3D?Turbo码通过增加很小的复杂度,可以有效改善错误平台性能。因此,在中高信噪比且对误码率要求严格的场景下,3D?Turbo码有广阔的应用空间。     

一种有效的LDPC码伪码字搜索算法

为了获得影响低密度奇偶校验码线性规划译码性能的伪码字,通过深入分析有害的Tanner子图中变量节点位置与线性规划译码器输入分量位置的对应关系,提出了二元对称信道下低密度奇偶校验码的一种有效的低重量伪码字搜索算法．通过对基于交替方向乘子法的线性规划译码器输入向量叠加偏置噪声,经过有限次迭代搜索后可快速收敛到低重量伪码字． 仿真结果表明,与现有伪码字搜索算法相比,所提出的方法能够更准确地找到大量中短码长规则和非规则低密度奇偶校验码的低重量伪码字．     

快速低密度校验码迭代译码量化算法

提出一种低密度校验码快速量化置信传播译码算法，其中量化电平标号作为定点算术操作数，运算由寻址表完成，中间计算以较高精度包含在表中，该算法具有明显低的时间复杂度，应用对称特性，可以显著降低所需存储容量；在不增加复杂度的前提下，可以方便地实现均匀及各种为改进性能而设计的非均匀量化方案；适当增加复杂度还可实现时变译码，该算法使低密度校验码在实际通信系统中的应用比时已经接近连续译码，而高信誉噪比时比连续译码差0.2dB。合适的高阶量化译码可以获得接近连续译码的性能，高信噪比时甚至优于连续译码。     

欧氏几何准循环LDPC码构造方法改进

为降低短环对低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码迭代译码性能的影响,提出一种改进的基于欧氏几何的准循环LDPC码构造方法。利用已有的欧氏几何方法构造出不含4环的大矩阵,统计其中的短环分布并逐步将参与短环数最多的行和列删除,使构造出的准循环LDPC码包含较少的短环,从而降低短环对迭代译码性能的影响。仿真结果表明,与已有欧氏几何LDPC码相比,改进方法构造的LDPC码具有更少的短环,可获得更好的纠错性能。     

喷泉码纠错的无线网络切片传输时间分析

为了提高无线通信中网络切片传输的吞吐率,避免引入大量的反馈延时,将无重传的喷泉码机制用于无线网络切片的纠错传输.在该方案中,采用基于喷泉码的前向纠错机制代替传统的自动重传请求机制,实现网络切片的无线传输;并针对喷泉码纠错机制,优化了网络切片的切片方案.这种方案,通过喷泉码无重传以及低冗余度的纠错特性,可以降低网络切片传输协议的复杂度和传输延时;尤其在丢包率较大的网络环境下,单位时间内喷泉码方案可以传输更多的有效切片数据,提高无线网络切片的传输吞吐率.在此基础上,分别构建了基于喷泉码的无线网络切片传输系统和基于自动重传请求方案的无线网络切片传输系统,并对这两个系统的传输时间进行了分析和比较.仿真结果表明:当网络丢包率超过5×10-2时,网络切片采用喷泉码方案具有比自动重传请求方案更低的传输时间;当丢包率为10-1时,喷泉码方案的传输时间比自动重传请求方案可降低22%以上;随着丢包率的增大,喷泉码方案在传输时间上的优势更加明显.     

二阶幻方卷积码的构造及译码

以线性分组码和卷积码为基础构造出一类(2k,k,2)卷积码,并通过定义一种三维矩阵进行了状态转移描述.通过引入各种矩阵处理模块,构建出一种具有并行处理能力的维特比矩阵译码器,这种译码器的单一结构有利于对其进行分析和设计.仿真实验表明,该类卷积码的确具有高效的译码速度和优良的纠错能力.     

云存储系统中基于MSR码的局部性修复编码

为了提高分布式云存储系统的存储可靠性和故障节点修复效率,提出一种基于最小存储再生码的局部性修复编码方案. 具体地,构造适用于云存储的系统最小存储再生码,以此码为局部码构造局部性修复编码,确保最大距离可分性质和简单修复特性. 性能分析和仿真结果表明,该局部性修复编码方案可实现云存储系统中多个故障节点的快速修复,具有较低的修复局部性,相对于三副本复制方式和简单再生码,该局部性修复编码方案在存储开销和修复带宽开销方面的性能更优.     

QAM modulations with q-ary turbo codes

A new concept of q-ary (q = 2') turbo codes and the corresponding decoding aglorithm are presented. With QAM modulations, the proposed algorithm avoids the information loss caused by a pragmatic approach usually used for a binary code to split the channel measurement information into coding bits. So better performance is achieved. Because of the parallel operation property, the decoding can be speeded up by the proposed algorithm. In addition, a method to reduce the average number of iterations is also considered.     

一种LDPC码双向图环路检测新算法

对一种计算通信网节点间全部路由的逻辑代数化算法进行改进,提出一种LDPC码双向图环路检测新算法.算法遵循逻辑代数运算规则,由LDPC码校验矩阵构造双向图的邻接矩阵,并对邻接矩阵中行与行之间进行整合与删除运算以及部分元素的修正运算,对于码长为n,信息位为k的LDPC码只需(n-1)×k次整合和删除运算及k次元素修正运算,就能得到该双向图中所有的环路.通过算例详细说明算法的计算过程,并验证其正确性和合理性.     

Decoding of codes correcting a single translocation error for the cell's level of flash memory

By using permutation to represent the data of flash memory cells, the rank modulation scheme, which can effectively improve the reliability of the data stored by the flash storage device, has become an important technology of the error control coding in flash data storage system. Based on permutation code interleaving, the construction for the rank modulation code that can correct a single translocation error for the cell's level of flash memory is proposed. By making a detailed analysis of the properties of permutation theory, the corresponding decodinHocquenghem-Bose-Chandharig method for this rank modulation code is given.