极化码串行抵消译码算法延迟性的改进

由Arikan提出的极化码,因其简单的编译码结构引起广泛关注。极化码作为一种高性能的信道编码,编码长度超过2^10会产生优异的性能。在串行抵消（successive cancelation,SC）译码算法结构基础上,其译码延迟随码长增加而加剧。通过分析SC译码算法,提出一种基于冻结比特的改善SC译码算法方案,有效地降低了传统SC译码算法的延迟性。算法改进后相比原来可以降低50%的译码延迟,并引入串行抵消单比特翻转译码算法作为译码补偿,进一步提高译码算法的纠错能力。     

基于对数似然比与极化信道可靠度的SCF译码算法

传统的串行抵消比特翻转（SCF）译码算法仅用对数似然比（LLR）的绝对值去衡量信息比特译码结果的可靠情况,导致误块率（BLER）过高和翻转的尝试次数较多。提出一种串行抵消比特翻转译码算法PLR-SCF,分析SC译码算法发生错误译码的原因,通过仿真观察LLR、极化信道可靠度和信息位所在的位置与SC译码算法发生首个判决错误之间的关系,并利用上述因素设计一个能准确衡量信息位发生译码错误程度的度量公式。仿真结果表明,相对于传统的SCF译码算法,该算法能够有效降低BLER,特别是在高信噪比下获得的最大信噪比增益约为0.12 dB,翻转尝试次数与SCF减少13.6%。     

极化码与奇偶校验码的级联编码：面向5G及未来移动通信的编码方案

基于信道极化 定理而提出的极化码是目前唯一被严格理论证明可以达到香农容量限的编码,并被接受为第五代移动通信系统（5G）中短码控制信道的编码方案。本文首先给出极化码的编码和译码原理,然后提出一种极化码与奇偶校验码级联的设计方案,发送端编码器采用奇偶校验码作为外码,极化码作为内码的级联编码结构。接收端译码器采用基于奇偶校验辅助的连续消 除列表译码算法。相比于极化码与循环冗余校验码的级联方案,本文提出的级联设计方案具有更加优良的纠错性能,且没有提升编、译码的复杂度,有能力满足5G移动通信控制信道对纠错性能的要求。     

基于可信度信息的改进加权比特翻转算法

在研究几种加权比特翻转算法的基础上,提出了一种新的针对LDPC码的改进加权比特翻转算法。加权比特翻转（WBF）算法中的错误度量考虑了校验节点的可信度信息,在此基础上,相关的改进WBF（IWBF）算法考虑了消息本身对符号判决的影响,进一步提高了性能。但是在IWBF算法中,必须通过仿真,才能获得使译码性能较优的符号可信度加权参数。提出了一种同时考虑符号可信度和校验可信度的算法,不需要调整加权参数,即可获得较优性能。仿真显示提出的加权比特翻转算法是可行且有效的。     

一种基于折线逼近操作的极化码译码算法

在加性高斯白噪声（additive white Gaussian noise,AWGN）信道下极化码的串行抵消（successive cancellation,SC）译码方法计算是在对数似然比（log likelihood ratio,LLR）域进行的,◢f◣函数节点的计算采用基于双曲正切规则的和积算法。针对双曲正切函数和反双曲正切函数提出了折线逼近算法,将这两个函数分别简化为9段折线函数;为了得到折线逼近算法下更优异的误帧率性能,编码前在信息比特中添加了16位CRC。仿真结果表明,针对码长◢为N=1024、信息位长度为K◣=496的极化码,提出的改进算法比和积算法有更好的误帧率性能且降低了译码复杂度,提高了译码速度。     

简单高效的低密度奇偶校验码比特翻转译码算法

为了提高比特翻转(BF)效率,提出一种基于平均幅度的低密度奇偶校验(LDPC)码加权梯度下降比特翻转译码算法。该方法首先以信息节点的平均幅度作为校验方程的可靠度,再用其对双极性校验子进行加权,从而构造出更加高效的比特翻转函数。在加性高斯白噪声(AWGN)信道下,误比特率(BER)为10-5时进行仿真实验,相比传统的梯度下降和基于可靠度比率的加权梯度下降比特翻转算法,所提出的算法可分别获得0.08dB和0.29dB的增益;同时,平均迭代次数可分别降低72.6%和9.3%。实验结果表明,所提算法在获得一定编码增益的同时,平均迭代次数也有所降低,可见该算法在纠错性能、实现复杂度和时延之间达到了更好的平衡匹配,能适用于实时性要求较高的高速通信系统。     

LDPC比特翻转译码算法的分析与改进

利用统计译码思想由LDPC（Low Density Parity Check）码校验矩阵通过矢量的线性组合构造出一个新的低密度校验矢量集合，并结合LDPC码并行比特翻转译码算法的环检测等特点的分析，提出了一种新的硬判决译码方案。仿真结果表明：改进算法在译码性能上接近BP算法，又保持了并行比特翻转算法迭代次数少的优点。     

一种适用于二进制循环不等保护码的译码算法

提出一种适用于具有两个保护能力等级f1、f2（f1〉f2）的循环不等保护码的译码算法。该算法分两步译码：如果码字中错误比特的个数占小于或等于码字的纠错能力，利用一般译码算法译码；如果错误比特的个数大于码字的纠错能力，则对信息序列中保护能力为f1的k1个信息位进行假设，根据假设得到保护能力为f2的子码序列，校验该子码的伴随式分量是否满足ε大于f2并且自洽，如果是，则假设成立，得到该k1个信息位，否则改变假设，直到找到满足校验条件的k1个信息位的值。 仿真显示，该译码算法对于二进制循环不等保护码是有效的。     

一种改进的LLR BP译码算法研究

运用LLR BP经典算法对低密度奇偶校验(LDPC)码译码时,由于译码时迭代次数过多和每次循环时校验节点的计算复杂度过高,导致译码复杂度非常高.提出了一种改进型LLR BP译码算法,采用泰勒级数将LLR BP算法中复杂度高的雅克比修正项进行分段线性近似.仿真表明:该算法在译码性能损失不大的情况下可大幅降低LDPC码的译码复杂度.     

一种适用于二进制循环不等保护码的译码算法

提出一种适用于具有两个保护能力等级f1、f2(f1＞f2)的循环不等保护码的译码算法.该算法分两步译码:如果码字中错误比特的个数ε小于或等于码字的纠错能力,利用一般译码算法译码;如果错误比特的个数大于码字的纠错能力,则对信息序列中保护能力为f1的k1个信息位进行假设,根据假设得到保护能力为f2的子码序列,校验该子码的伴随式分量是否满足ε大于f2并且自洽,如果是,则假设成立,得到该k1个信息位,否则改变假设,直到找到满足校验条件的k1个信息位的值.仿真显示,该译码算法对于二进制循环不等保护码是有效的.     

LDPC码改进的量化自适应偏移最小和算法

为减小低密度奇偶校验（LDPC）码的量化译码算法的实现复杂度,提出了一种改进的4比特量化自适应偏移最小和（AOMS）译码算法。改进的AOMS译码算法中引入了预设的固定迭代次数作为启动偏移量修正因子自适应选择的条件;设计了一种4比特非均匀数据量化方案,保证量化数据的取值范围既能较好地满足外信息的动态范围,又能简单实现优化的量化偏移量修正因子。仿真结果表明,与浮点译码算法相比较,改进的量化AOMS译码算法的译码性能损失较小。     

基于DMR标准的信道编解码研究

为了提高DMR系统基带算法的性能,分析研究了DMR标准中的3/4率网格码和二次剩余码。针对3/4率网格码,提出两种译码算法,方法 1充分利用了有限状态机的特性,方法 2将维特比译码算法中的蝶形运算进行推广改进。针对QR码,通过计算校验多项式的码重进行译码。MATLAB下的仿真结果表明,3/4率网格码的两种译码方法性能相差不大,但方法一的计算量少,易于工程实现。QR码的译码算法不仅有效地避免了计算复杂的错误位置多项式,而且提高了相同信噪比下的译码性能。     

一种新颖的TS-LDPC译码算法

为了设计出较高圈长(girth)以及灵活码率的LDPC码,研究了TS-LDPC(Turbo-structured LDPC)码的误码性能.基于SPA算法的良好性能,针对两个校验矩阵中不同列重信息比特的特点,提出了一种新颖的TS-LDPC译码算法,最后利用c语言仿真了同一码长不同译码算法的性能.仿真结果表明这种新的译码算法误码性能比一般的和积算法(SPA算法)和TLDA算法要好,而且收敛的速度要快,为TS-LDPC的应用提供了一种可行的译码算法.     

基于置信传播的LDPC码译码算法

对基于置信传播的LDPC（低密度奇偶校验）码译码算法（SPA算法）。进行了分析和研究,在此基础上提出了一种方便寻址的串行结构译码方法,对其作案了性能仿真和实现复杂度分析。分析结果表明,这种LDPC译码结构简化了寻址过程,节省了资源,具有一定的普遍适用性。     

基于变量节点更新的梯度下降比特翻转译码算法

由于变量节点自身的可靠性度量值不会随着迭代译码过程中比特被翻转而更新,因此翻转函数值的计算并不准确,进而影响了梯度下降比特翻转算法的译码性能。在深入分析梯度下降比特翻转译码算法的基础上,提出了一种基于变量节点更新的加权梯度下降比特翻转译码算法。该算法为翻转函数引入了校验节点的可靠度外信息权重和变量节点可靠性的更新规则,从而使翻转函数值的计算更加精确。仿真结果表明,与现有的梯度下降译码算法相比,在加性高斯白噪声信道下,该算法有效提升了误码率性能。     

具有快速译码收敛速度的LDPC码设计

为了提高非规则LDPC码译码的收敛速度,提出了一种具有快速收敛速度的LDPC码构造算法。该算法在原有非规则LDPC码的基础上,通过对校验矩阵进行列重排,来提升信息比特译码的可靠性,以此降低迭代次数,提高收敛速度。仿真实验表明,采用该算法设计的LDPC码,在采用基于变量节点的分层置信度传播（VL-BP）译码算法下,平均迭代次数有明显的降低。另外,对于置信度传播（BP）译码算法和VL-BP译码算法来说,设计的LDPC码具有更优的误码性能。     

PEG GLDPC码设计与性能分析

针对深空通信中高信道编码增益的需求,设计了一种新颖的基于按边增长(Progressive edge-growth,PEG)算法的广义低密度奇偶校验(Generalized LDPC,GLDPC)码.基于稀疏矩阵的二分图,首先改进了PEG算法用以构造规则LDPC,然后用BCH码作子码替换LDPC中的单奇偶校验码来构造PEG-GLDPC,最后重点研究了PEG-GLDPC的译码算法,提出一种联合BCH比特栅格译码与置信传播(Belief propagation,BP)算法的迭代译码机制.AWGN信道下的仿真结果表明,PEG-GLDPC译码性能优于LDPC以及传统GLDPC,适用于深空通信等低信噪比通信系统.     

一种卫星突发通信中抗相位模糊LDPC译码算法

低密度奇偶校验(LDPC)码是一种性能接近香农极限的线性分组码,其核心译码算法是置信传播(BP)译码.基于BP译码迭代次数与相位模糊度关系,提出一种抗相位模糊的LDPC改进型译码算法.仿真结果表明:在一定信噪比条件下,数据包内部发生一次相位翻转时,该算法可以有效判断翻转位置,并准确译码.     

LDPC码节点剩余度置信传播译码改进

低密度奇偶校验(LDPC)码的剩余度置信传播(RBP)和基于校验节点的剩余度置信传播(NWRBP)译码算法是根据剩余度值的有序度量,动态选择最大剩余度值所在的边或校验节点,对其依次进行更新。对比依次同步更新所有校验节点和变量节点的flooding算法,NWRBP算法的收敛速度和译码性能有了很大的提高。基于NWRBP算法,提出一种改进型NWRBP(ENWRBP)算法,即统计NWRBP译码过程中各变量节点的更新次数。如果NWRBP迭代译码失败,则将更新次数最少的变量节点的初始化值设置为0,重新译码。仿真结果表明,与NWRBP相比,ENWRBP译码算法降低了误码率和误帧率。     

串行通信系统中一种综合容错技术的研究

数据传送的准确性和连贯性是串行通信系统的重要性能指标，通常采用一定的容错技术，广泛使用的有奇偶校验、CRC校验和海明码校验等，但奇偶校验无法检验出偶数个码元出错，CRC4校验只能检错2位或纠错1位。通过综合运用奇偶校验和CRC-4校验，提出一种综合容错技术，能够纠错1位和检错2位、检错4位、检错2．7％的3位码元错。