多进制LDPC码混合重传联合设计与性能分析

以下一代数字卫星战术数据链通信系统为背景,研究了低复杂度、简单实用多进制低密度校验(LDPC)码与混合自动请求重传(HARQ)技术的联合优化,并且与传统的二进制LDPC码HARQ方案进行了误帧率和吞吐量性能比较。基于C++的链路级仿真结果表明,多进制LDPC码HARQ技术能提供明显的性能改善,尤其是包合并和部分增益型HARQ。此外,多进制LDPC码HARQ在复杂度增加不大的情况下,可提供比二进制LDPC码HARQ更可观的性能增益。     

LDPC码的快速编码研究

根据LDPC码在删除信道下的译码算法重新阐述了基于稀疏校验矩阵码的快速编码方法,同时指出了Tornado码和RA码能够达到线性编码的原因．文中通过对快速编码的实现进行分析,提出了两种能够达到线性复杂度编码的码构造方法,仿真结果表明,采用这些方法构造的LDPC码在AWGN信道下的纠错性能不差于随机构造的LDPC码．     

一种快捷的LDPC码编码方法

LDPC码作为一种性能优异的纠错码，已经越来越引起通信领域的研究兴趣。而LDPC码性能的优劣，与其二分图中是否存在短长度的圈有关，也即与其奇偶校验矩阵的构造有关。本文在扩展比特填充算法的基础上，设计出一种能够直接编码的奇偶校验矩阵，并在不同码长的情况下进行了仿真，结果表明采用这种设计方法构造的LDPC码随机分布性好，不需要复杂的矩阵求逆，从而对LDPC码的实际应用具有重要参考价值。     

提高多址接入性能的功率与LDPC码的优化设计

为了逼近多址接入信道的容量限,对功率与低密度校验阵（LDPC）码的度分布进行了优化. 基于互信息最大化准则设计了功率分配算法,并得出分配方案,利用高斯近似来近似取得因子图上消息的概率密度函数,得到功率分配条件下优化的LDPC码的度分布. 采用迭代的检测与译码算法进行多址干扰的消除. 仿真结果表明,经功率和LDPC 码优化后的误码性能在误码率为10-5时比等功率只优化LDPC 码度分布时的性能提升了16dB.     

一种改进的LDPC码与卷积码级联方案

给出一种改进的LDPC码与卷积码级联方案.LDPC码编码利用消除四环的下三角校验矩阵进行线性编码,在实现快速编码的同时保证较好的性能.在级联系统中,LDPC码采用由短码交织而成的长码,可实现并行译码,获得接近长码的性能.整个方案实现起来复杂度较低、时延小.仿真结果表明在小信噪比状态下,其性能明显优于RS码和卷积码的级联系统.     

码率兼容LDPC码的构造方法

采用LDPC码编码校验矩阵的构造方法构造的编码校验矩阵,可以生成一系列性能优异的码率兼容子码.根据删除LDPC码译码恢复的特点,依次构造各级可恢复节点对应的子校验矩阵,然后根据剩余节点度对编码校验矩阵进行PEG扩展,得到适合删除的LDPC码校验矩阵.仿真结果表明,新方法构造的LDPC码比其他方法构造的LDPC码有更好的码字删除性能,并且删除子码可以获得更高的码率.     

基于非正则LDPC编码的OFDM高阶调制系统

为了改善OFDM系统的误码性能,研究了具有良好度分布的非正则LDPC码的生成算法,提出了一种基于非正则LDPC编码的OFDM高阶调制系统。仿真结果表明了基于非正则LDPC编码OFDM高阶调制系统具有良好的误比特率和误帧率特性。和无编码OFDM系统相比,非正则LDPC编码的OFDM系统采用QPSK及16-QAM调制时,在AWGN信道下,当误比特率(BER)为1-0 5时,分别节约7 dB和2.4 dB左右的信噪比;在R ay leigh衰落信道下,当BER为1-0 2时,分别节约9 dB和5 dB左右的信噪比。     

基于半随机矩阵的LDPC编码器的Verilog HDL设计

低密度奇偶校验码(Low-Density-Parity-Checkcodes,LDPC码)是第四代通信系统强有力的竞争者,是一种逼近香农限的线性分组码,译码的复杂度较低;其直接编码运算量较大,通常具有码长的二次方复杂度．介绍了如何构造线性的编码,以降低LDPC码的编码复杂度;研究并设计了用大规模集成电路去实现一个LDPC码的编码．以(6,2,3)码为例,采用基于半随机校验矩阵的编码方法,以控制编码运算量为线性复杂度,并在QuartusII5．0软件平台上采用基于CPLD的Veril- ogHDL语言编程仿真实现了编码的过程,给出了编码的结构图和仿真波形,为LDPC码的硬件实现和实际应用提供了依据．     

基于低密度校验码的OFDM系统及其误码性能的研究

低密度校验码(LDPC)由于编码增益高,译码速度快,性能接近香农限而倍受关注.文中针对LDPC编译码原理进行研究,证明采用LDPC码的OFDM系统在低信噪比时误码性能优于卷积码加交织OFDM的系统方案,同时降低OFDM系统复杂度.     

OFDM系统中LDPC码度分布的混合ARQ方案

综合考虑LDPC码的度分布特性和多载波传输系统的信道条件,提出了一种自适应的信道编码传输方案.该方案中LDPC码度数较大的比特具有较高的重传优先级,并被映射到OFDM系统中信道条件较好的子载波上进行传输,为重要比特提供更多保护.使用高斯近似的方法对方案的性能进行了研究,计算和仿真结果表明该方案具有较好的性能且复杂度低.     

利用LDPC码度分布的QAM方案

为改善通信质量,提高频谱效率,对非规则低密度奇偶校验(LDPC)码与高阶调制技术相结合进行研究,提出了一种简单而有效的结合方案. 该方案充分考虑了非规则LDPC码的度分布影响和高阶调制技术的不均等错误保护(UEP)特性. 在调制映射过程中,对不同度数的变量节点进行不同级别的保护. 利用高斯近似(GA)算法证明,该方案能提升系统性能. 仿真结果表明,本方案降低了系统出错率.     

面向5G的递增冗余HARQ传输方案研究

针对原有固定重传起始位置方案所存在的问题,基于第5代移动通信系统（5G）的混合自动重传请求（HARQ）传输策略,提出了一种重传位置灵活可变的动态低密度校验码递增冗余HARQ传输方案.与5G标准中的现有方案相比,在每次传输长度相同的情况下,该方案具有较低的译码复杂度和译码时延.仿真结果表明,所提出的方案在不同初传码率和不同调制方式下比5G现有方案均有一定的性能提升.     

VSPC-LDPC串行级联码的结构与性能分析

提出了一种基于LDPC码和纵向单奇偶校验(VSPC)乘积码的级联编码方法。该方法利用LDPC码能否成功地译码的判定信息以取代常规乘积码中的横向校验,使单奇偶校验乘积码的复杂度获得较大的降低,提高了纠错能力。对新级联码的误码性能进行了理论分析。数值仿真结果表明,新编码方法的硬件实现复杂度较低,在AWGN信道和Raleigh衰落信道中其译码性能好于原LDPC码,且能有效地改善原LDPC码的误码平层问题。     

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。     

具有完全线性编码复杂度的QC-LDPC码的构造方法及短环优化算法

为了降低低密度奇偶校验(Low-density parity-check,LDPC)码编码实现的复杂度,提出了一种完全线性编码复杂度的准循环低密度奇偶校验(Quasi-cyclic low-density parity-check,QC-LDPC)码的构造方法,并提出了相应的短环优化算法。通过该短环优化算法,可以使得构造的QC-LDPC码具有良好的环路特性。仿真结果表明:在加性高斯白噪声(Additivewhite gaussian noise,AWGN)信道条件下,本文构造的QC-LDPC码与IEEE 802.16e标准的QC-LDPC码相比,不仅编码复杂度更低,而且性能更优。     

译码转发中继信道下双层延长LDPC码设计

译码转发中继系统中双层延长低密度奇偶校验(LDPC)码设计,一般采用双层密度进化算法,固定下层变量节点度分布来搜索上层变量节点度分布,复杂度很高．针对这一问题,提出了高斯近似算法对上下层变量节点度分布进行整体优化,以达到信源到目的和信源到中继两条链路上的传输速率同时最大的目的,复杂度较低．仿真结果表明,文中设计的双层延长LDPC码的译码阈值与理论限的间隔较小,误码性能与利用双层密度进化算法搜索到的最优码集接近．     

Selection algorithm of finite alphabet iterative decoders for LDPC codes

An efficient selection algorithm for finite alphabet iterative decoders (FAIDs) is presented for LDPC (low-density parity-check) codes over the BSC (binary symmetric channel). By taking advantage of the characteristics of decoding rules for variable nodes on Tanner graphical presentations, a set of candidate FAIDs is constructed for some typical LDPC codes. Based on the evaluation of decoding performance for the received channel messages with various additional bias noise inputs derived from trapping sets, the statistical optimal FAID can be rapidly selected from the candidate FAIDs. Finally, simulation results show the validity of the proposed algorithm.     

基于原模图的多码率LDPC码编码设计

该文提出了一种低复杂度消4环的LDPC码的设计方法。该方法基于原模图,运用简单的拷贝置换算法,可以适用于不同码率的LDPC码。在AWGN信道中仿真结果表明,多码率LDPC码的性能与随机码相比有一定的提高,且在一定的信噪比范围内误码性能优于PEG码。     

多元LDPC码的速率兼容技术研究

提出了一种高性能的非规则比特级缩短算法,并推广了一种二元符号级打孔算法.该缩短算法基于有限域元素对应二进制镜像矩阵选择缩短比特的位置,比传统符号级缩短算法具有更大的灵活性和更佳的误码率性能;将二元符号级打孔算法推广到多元LDPC码,获得了比二元速率兼容LDPC(RC-LDPC)性能优异的多元RC-LDPC码.综合上述方法,实现了码率可从1/10到5/6灵活变化的多元RC-LDPC码.仿真结果证明,本方案的误码率性能比传统方法在各个码率分别有0.1到1.1 dB的增益.