基于CCSDS标准的LDPC编译码应用技术研究

空间数据系统咨询委员会(CCSDS)是由多个国家空间组织组成、以建立一套空间数据系统标准为宗旨的国际标准化组织,低密度奇偶校验码(LDPC码)以其低复杂度的迭代译码算法和可逼近信道容量限的性能而成为当前最佳的编码技术之一。本文在CCSDS标准校验矩阵和生成矩阵的基础上,通过阐述LDPC码的编译码思想,进行了LDPC编译码技术在卫星数传系统上的应用研究,并进行了高斯信道下的性能仿真分析。     

基于统计假设测试的噪声方差估计方法

在数字图像处理中,噪声方差估计是一个重要的研究课题。提出一种针对加性高斯噪声的噪声方差估计方法。利用一种基于统计假设测试的方法来度量图像结构特征度,基于图像结构特征度找出平滑子块和非平滑子块（含有边缘或纹理子块）;以平滑子块中的最小方差为参考方差,选择出方差与参考方差相差在一定范围内且不含边缘的所有子块;从选出的子块中求以图像结构特征度为权重的方差平均值作为噪声方差估计值。相比于现有的噪声估计方法,该方法具有非常高的估计精度,适合感染高斯噪声的各种图像。     

基于噪声方差估计的伪造图像盲检测方法

针对不同来源合成伪造数字图像提出了一种盲检测方法,不同数字图像背景噪声存在差异,因而伪造图像区域噪声方差不同。从待测图像小波分解后的高频子带中去除相应边缘区域的高频干扰,改进了噪声方差估计算法,并对所得噪声图像进行分块处理估计每一个分块的噪声方差,将方差相近的块进行融合,最后比较图像中纹理接近的同质区域,找出方差异常的位置。通过实验研究了方差估计精度,对不同来源的伪造图像进行了检测,结果表明算法提高了图像噪声方差的估计精度,在图像纹理接近的同质区域中可以定位图像的伪造区域。     

基于Q矩阵的LDPC码编码设计方法

给出了Q矩阵的定义,在此基础上提出了一种基于Q矩阵的LDPC码编码器设计方法.此设计方案将奇偶校验矩阵H分解成两个子矩阵Hp和Hd,通过对这两个子矩阵分别设计,构造出H矩阵.其中Hp是上三角双对角矩阵,Hd矩阵由Q矩阵按照一定的行重列重,根据某种排列规则构造而成.着重研究了Q排列规则,并找到了一种较好方法,使得这种编码方案得到了很好的性能.采用的这种编码方案的编码器算法具有较低的实现复杂度,为LDPC码编码器设计提供了很好的选择方案.     

基于EXIT图的正则LDPC码性能分析研究

EXIT（EXtrinsic Information Transfer）图分析方法可以看作密度进化技术的一种简化,具有实现简单的优点,并且在不同的信道、调制方案以及检测器中都可以使用。在详细阐述了EXIT图分析方法的基础上,给出了基于EXIT图的正则LDPC码的门限判决算法,进一步通过计算机仿真分别给出了变量节点译码器和校验节点译码器的EXIT曲线,以及不同的信道信噪比下（3,6）正则LDPC码EXIT图的变化规律,直观地对迭代译码过程中的互信息变化进行了描述分析。     

利用HMM信源残留冗余的LDPC译码算法

提出一种基于二阶HMM（隐马尔可夫）信源和LDPC的联合信源信道译码算法。在迭代过程中,利用信源序列中的冗余信息校正LDPC译码的迭代软信息,提高LDPC码的纠错性能,加快迭代收敛速度。AWGN信道的仿真结果证实了该联合信源信道解码算法性能优越。     

基于结构半随机LDPC码的协同编码通信

提出了结构半随机LDPC码的编码协同方案,并对该方案在不同的源到中继信道特性下的误比特性能进行了仿真评价,结果显示该协同方案在不增加传送和接收功率的情况下,能够提供更好的性能。     

一种新的基于光纤信道LDPC码的16QAM调制解调算法

针对提高光纤通信系统中LDPC编译码方案频谱利用率的问题,本文研究了光纤通信系统中具有较高频谱效率的LDPC高阶调制方案,重点以16QAM调制的LDPC为例分析了基于卡方分布的光纤信道中软解调对数似然比的理论推导,提出并推导了其简化算法,设计了16QAM-LDPC的光纤通信系统方案。仿真结果表明,采用16QAM软解调译码算法能带来较好的系统性能,当码长2304,码率为5/6的QC-LDPC码在时,对应的Q=9.1dB。其相应的简化算法在0.2dB的性能损失代价下,可以具有较低的译码复杂度。     

无线光通信中DPIM调制下LDPC码需求分析

介绍APD检测输出的概率分布,并且介绍DPIM调制原理,讨论在无线光通信中DPIM调制方式下,LDPC码应用的两个瓶颈问题.通过将DPIM调制改进为定长DPIM调制解决第一个问题.在APD检测输出概率分布的理论基础上,通过对LDPC码译码算法的改进,解决第二个问题.     

Design of efciently encodable nonbinary LDPC codes for adaptive coded modulation

This paper is concerned with constructions of nonbinary low-density parity-check(LDPC)codes for adaptive coded modulations(ACM).A new class of efciently encodable structured nonbinary LDPC codes are proposed.The defining parity-check matrices are composed of scalar circulant sub-matrices which greatly reduce the storage requirement when compared with random LDPC codes.With this special structure of paritycheck matrix,an efcient encoding algorithm is presented.Based on the proposed codes,a family of variablerate/variable-field nonbinary LDPC codes is designed for the ACM system.When combined with matched-size signal constellations,the family of constructed codes can achieve a wide range of spectral efciency.Furthermore,the resultant ACM system can be implemented via a set of encoder and decoder.Simulation results show that the proposed nonbinary LDPC codes for the ACM system perform well.     

LDPC码密度进化方法与门限研究

详细描述了密度进化(DE)方法的基本原理,比较和分析了离散密度进化(DDE)、对称傅立叶变换(SFT)和高斯近似(GA)等三种具体算法的特点,并求出AWGN信道下一些度分布的门限值。这对LDPC码理论分析和应用研究具有重要指导作用。     

一种AWGN信道下非规则LDPC码的优化方法

提出了一种加性高斯噪声（AWGN）信道下非规则低密度奇偶校验（LDPC）码的优化方法。利用LDPC码迭代译码算法下变量节点与校验节点的EXIT曲线之间的面积反映码的收敛阈值与香农限的差距这一特点,设计表示两条EXIT曲线之间面积的函数F,该函数可以衡量非规则LDPC码的性能,F值越小,LDPC码的收敛阈值就越接近香农限。仿真显示,合理设计变量节点和校验节点,减小函数F的值,能够提高非规则LDPC码的性能。     

Design of efficiently encodable nonbinary LDPC codes for adaptive coded modulation

This paper is concerned with constructions of nonbinary low-density parity-check （LDPC） codes for adaptive coded modulations （ACM）. A new class of efficiently encodable structured nonbinary LDPC codes are proposed. The defining parity-check matrices are composed of scalar circulant sub-matrices which greatly reduce the storage requirement when compared with random LDPC codes. With this special structure of parity- check matrix, an efficient encoding algorithm is presented. Based on the proposed codes, a family of variable- rate/variable-field nonbinary LDPC codes is designed for the ACM system. When combined with matched-size signal constellations, the family of constructed codes can achieve a wide range of spectral efficiency. Furthermore, the resultant ACM system can be implemented via a set of encoder and decoder. Simulation results show that the proposed nonbinary LDPC codes for the ACM system perform well.     

一种基于小数倍多普勒信道的OTFS信道估计方法

针对现有正交时频空(OTFS)调制系统的信道估计中存在的高峰均比和小数倍多普勒信道下估计困难及复杂度高的问题,提出了一种基于序列导频的匹配滤波(SMF)信道估计方法。该算法首先将序列导频与数据联合成帧,依靠序列的自相关性获取路径数、时延和整数倍多普勒;然后通过互相关匹配滤波估计小数倍的多普勒抽头和信道增益,从而得到信道状态信息;最后根据小数倍信道整数采样的特征,更新信道增益和信道初始相位。仿真结果表明,该方法相比基于嵌入式脉冲导频的信道估计,改善了峰均比,并提高了信道估计性能。相比于传统的序列导频,该方法可以估计得到小数倍多普勒抽头,估计的信道状态信息更准确。该信道估计方法更具有普遍性。     

一种适用于WMSN传输机制的信道盲估计方法

在无线多媒体传感网络(Wireless Multimedia Sensor Networks,WMSN)中,无线信道的时变多径衰落特性是造成网络节点能效下降的主要因素之一。虚拟MIMO是一种克服多媒体传感网无线信道多径衰落和降低节点能耗的有效方法,但现有文献均假设信道状态信息未知或仅知道信道的统计特性,源节点则无法根据信道的实时信息动态调整传输策略。结合WMSN网的特点,提出一种适用于WMSNs传输机制的信道盲估计方法以获得节点间信道信息进而确定传输策略,通过构造权值衰减联合决策函数,将节点间的信道盲估计问题转化为一个无约束优化问题,在此基础上设计了一种快速收敛的迭代算法以降低运算负担。数值仿真表明,该方法需具有仅依赖小数据量就可正确估计出节点间信道,具有对抗信道的时变特性的能力;理论推导与仿真结果验证了该算法的收敛速度和运算量均能符合降低节点能耗的要求。     

正交空时分组码系统的一种新的盲信道估计算法

基于QR分解的信道盲估计方法是一种性能优良的新算法。将该算法推广到正交空时分组码的信道估计中,结合正交空时分组码的特性提出了一种新的信道盲估计算法。与经典的信道盲估计算法相比,新算法的计算量大为降低。同时,Monte Carlo仿真表明,当信噪比较低时,该算法比子空间法具有更好的性能。     

MIMO-CPSC系统中预编码盲信道估计算法研究*

在频域均衡系统中,基于预编码的子空间盲信道估计算法可以有效地对信道进行估计。针对多天线单载波循环前缀系统,提出了一种基于预编码的盲信道估计算法。该算法通过分离出连续两个接收符号块的互相关矩阵所包含的信道信息实现信道盲估计。仿真结果表明,该算法具有较低的计算复杂度以及对信道阶数过估计有很好的鲁棒性,并且该算法利用较少的数据块个数就得到了一个可靠的信道估计值。     

一种基于判决反馈的半盲信道估计方法

无线移动通信MIMO-OFDM系统中,为了减小对导频的依赖性,针对平坦瑞利衰落信道提出了一种基于判决反馈的半盲信道估计方法。该方法使用LS算法结合导频对信道进行初始估计,然后利用初始的信道估计结果得到下一个OFDM符号对应的天线发送信号,最后利用自适应滤波稳态跟踪特性对后面的信道进行跟踪,并将恢复出的信号反馈到滤波器输入端作为后续估计的输入。仿真结果表明,该半盲信道估计方法在平坦瑞利衰落信道下,相比于基于导频的LS信道估计方法具有更好的稳态性能。