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.     

基于软比特域的LT码修正震荡迭代算法

LT码的BP译码算法复杂度较高,在译码时由于Tanner图短环的出现易产生震荡效应。为此,提出一种软比特域迭代译码算法。将双曲正切函数进行变换和量化处理,得到(-1,1)区间的软比特域,并将变量节点信息更新算法变换到软比特域中进行计算。为解决LT码中短环的存在导致某些变量节点的外信息出现震荡效应的问题,给出一种新的震荡判断准则,只有当变量节点在连续2次迭代时符号发生反转,且软比特域值均高于阈值时判定为出现震荡。仿真结果表明,简化软比特域震荡迭代译码算法约比传统BP算法降低75%的运算量,并在误码率性能上逼近BP算法。     

LT码的BPML译码算法

采用置信度传播算法(BP)对LT码进行译码时,停止集是影响译码效率的重要因素。对LT码停止集的大小进行了理论分析和仿真,提出了置信度传播-最大似然联合译码算法(BPML)。该算法首先采用BP算法译码,当遇到停止集时再采用最大似然译码算法(ML)对停止集进行处理,能够有效消除停止集的影响,提高LT码的译码效率。仿真结果表明,BPML算法结合了BP算法复杂度低和ML算法译码效率高的优点。研究结果对提高计算机网络中数据分发应用的分发效率具有重要的实用价值。     

IRA码预检测折线修正译码算法设计

不规则重复累积码(IRA)的译码通常采用置信传播(BP)译码算法,然而BP译码算法需进行双曲正切函数计算,复杂度高,不利于硬件实现。为此,提出一种基于分段函数修正和预检测机制结合的译码算法,通过对折线近似译码算法进行非均匀误差补偿,使其性能接近BP算法;同时引入预检测机制对校验节点信息传递进行预检测,判断出对后续迭代影响微小的对数似然信息,并将其移出迭代循环,从而减少计算量。仿真结果表明,该算法通过分段函数修正近似双曲正切函数、引入预检测机制能大大降低运算复杂度,并且具有接近BP算法的译码性能。     

改进型LLR BP译码算法研究

短低密度校验(LDPC)码的Tanner图中通常存在环路,变量节点之间的信息不再相互独立,导致LLR BP算法译码性能的下降。针对上述问题,提出一种改进型LLR BP译码算法,推导出有环时变量节点的真实信息,利用最小均方误差准则计算出有记忆的变量节点信息的权值,通过调整变量节点信息的迭代过程降低变量节点之间信息的相关性。仿真结果表明,改进型LLR BP算法具有比LLR BP算法、归一化BP算法及偏移量BP算法更好的LDPC译码性能。     

基于裁减自动球形算法的多符号差分空时译码

将裁减自动球形译码算法(PASD)应用于多符号差分酉空时译码。多符号差分酉空时译码可以克服快衰落信道中常规差分空时译码的误码平层问题,但其计算复杂度和多符号窗口的长度成指数增长关系。自动球形算法是最大似然性能球形译码算法中乘加次数最少的方案,裁减自动球形算法在性能恶化很小的前提下进一步减少了该方案的计算复杂度。将裁减自动球形算法应用于多符号差分酉空时译码,可以显著的减少计算量。通过仿真表明,方案在显著减少计算量的情况下,性能的恶化很小,达到了性能和复杂度的较好折衷。     

基于最小和的高效LDPC译码算法

针对低密度奇偶校验（LDPC）译码算法性能低的问题,提出一种基于最小和的高效译码算法。该算法从概率的角度分析消息的传递过程中校验节点的更新过程,得到近似的最小和算法等式,并采用动态归一化因子提高译码性能。仿真实验表明,与BP译码算法相比,该译码算法在损失极少译码性能的情况下,不仅减少迭代过程中的计算量,而且提高了译码效率。     

5G低密度奇偶校验码的低复杂度偏移最小和算法

为了提高低密度奇偶校验（LDPC）码偏移最小和（OMS）算法的误码性能,基于5G NR标准提出了一种5G LDPC码的低复杂度OMS算法。针对传统算法中偏移因子值计算不够准确问题,使用密度进化获取更加精准的偏移因子值,用于校验节点更新,以增强OMS算法的性能;并使用线性近似方法对获得的偏移因子值进行近似处理,在保证译码性能的情况下降低了算法的复杂度。针对变量节点振荡现象对译码的影响,将节点更新前后的对数似然比（LLR）消息值加权处理,削减变量节点的振荡性,提高了译码器收敛速度。仿真结果表明,与归一化最小和（NMS）算法和OMS算法相比,在误比特率（BER）为10^-5时所提算法译码性能可以获得0.3~0.5 dB的增益,平均迭代次数分别降低了48.1%和24.3%,同时与对数似然比-置信传播（LLR-BP）算法也只相差近0.1 dB。     

面向5G的多元LDPC改进译码算法的仿真研究

根据5G移动通信中高速率、低时延、大容量数据传输及多种场景的特点,提出了一种面向5G的基于多元LDPC码的低复杂度译码算法,即混合域Log-FFT-BP(Mixed Log-FFT-BP)译码算法。该算法直接对概率信息求对数,避免求解对数似然比操作,并且在校验节点的更新过程中,采用对中间变量求对数再对校验节点信息求傅里叶逆变换的方式,来进一步降低译码复杂度。从5G信道编码需支持更广泛的码块长度和更多码率的角度进行仿真,结果表明, 与传统译码算法相比,改进的Mixed log-FFT-BP算法性能相差不大,约为0.1～0.2dB,且能够降低译码复杂度,更利于硬件平台的实现。     

面向电力线通信的RA码自适应迭代译码方法

为降低信息在强干扰电力线信道中传输的误码率,对重复累积（RA）码的置信传播（BP）译码算法进行改进。修正BP译码算法中信息节点的初始值,利用自适应迭代译码减少译码过程中的迭代次数,并对译码进行预判决,降低了RA码译码复杂度、提高了译码效率。在Middleton A类电力线信道模型下仿真结果表明：改进后的译码方法在低信噪比区域与BP算法性能相近,而在较高信噪比区域改进后的算法与BP译码算法相比所需信噪比少约0.8 dB,并且显著减少了译码过程中的迭代次数。     

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。     

A complexity-reduced fast successive cancellation list decoder for polar codes

A multi-bit decision for polar codes based on a simplified successive cancellation (SSC) decoding algorithm can improve the throughput of polar decoding. A list algorithm is used to improve the error-correcting performance. However, list decoders are highly complex compared with decoders without a list algorithm. In this paper, a low-complexity list decoder is proposed, where path-splitting operations for a multi-bit decision can be avoided, if the decoding reliability exceeds a threshold. The threshold is determined based on the reliability of subchannels and positions of decoding nodes. Path splitting rules are designed for multi-bit decision processes, and a complexity-reduced list decoder is proposed based on this. Results show that the number of survival paths can be greatly reduced at the cost of negligible deterioration in block error performance. Thus, the computational complexity can be significantly reduced, especially for a high signal-to-noise ratio (SNR) region.     

基于局部方差和DCT变换的混合分形图像编码算法

分形图像编码技术是一种很有发展前途的新型图像编码技术，相对于已有的其它图像编码算法，分形图像编码算法能够在取得高压缩率的前提下，较好地保持解码图像的质量。本文根据图像内部的图像子块特征，提出了一种基于局部方差和DCT变换的混合分形图像编码算法，该算法在大幅提高分形编码速度的同时，很好地改善了解码图像的质量，进一步增进了分形图像编码的实用性。实验结果表明，混合编码算法的编码时间与方差算法的编码时间相当，解码图像的质量甚至好于基本分形图像编码算法。     

规则低密度校验码的比特翻转解码算法研究

本文提出一种规则低密度校验码的比特翻转迭代解码算法。在解码算法的每一次迭代运算过程中，解码运算可以从总体上分为两个阶段：首先，满足可靠性要求的校验节点从与其相邻接的信息节点中选择一个信息比特作为翻转候选比特；然后，解码算法采用投票的方法对于这些候选翻转比特进行进一步的筛选。本算法由于对于最终翻转比特的选择结果是通过两次筛选而得到的，从而极大地降低了误翻的概率，加快了迭代解码算法的收敛速度，提高了系统的性能。另外，在第一阶段的比特选择过程中，我们综合校验节点所提供的校验检测信息和信道输出所提供的可靠性信息，提出了新的翻转比特选择标准。仿真结果表明，本文所提出的解码算法有着较好的性能，在解码运算复杂度和纠错性能之间提供了另外一个均衡。     

一种可实现零内存存取的CAVLC解码算法

在基于上下文的自适应可变长度编码(CAVLC)解码算法中,对非结构化自适应可变长度编码码表进行解码时需要反复查找码表进行码字匹配,从而导致解码速度慢和需要大量内存存取的问题。为此,提出一种可实现零内存存取的CAVLC解码算法。将CAVLC码字前缀0的个数作为一级索引,同时通过一级索引获得输入码流的可能长度。将码字后缀作为二级索引并获得码字的值,直接通过码字快速获得解码结果。对于确定的输入码字,只需通过无码表查找代码操作即可得到对应的解码输出。测试结果表明,该算法不仅可以实现零内存存取的CAVLC解码,而且其解码速度比标准算法提高了45%。