残差扰动网络辅助的BP译码算法

极化码的置信传播(Belief Propagation,BP)译码算法性能相比于其他极化码译码算法并不具有优势。为了改善这一现象,提出了一种基于残差网络和扰动译码算法相结合的BP译码算法。该算法通过在传统BP译码算法的基础上添加残差神经网络对接收信号进行处理,使其更大概率地落在可正确译码区域内,从而达到改善传统BP译码算法的译码性能的目的。仿真结果表明,在误比特率为10－4时,所提算法相比于传统的BP译码算法约有0.7 dB的性能增益,相比于BP-RNND(50)（BP- Residual Neural Network Decoder）译码算法约有0.6 dB的性能增益;同时,在低信噪比时所提算法的平均迭代次数相比于传统BP译码算法约有60%的降低。     

LDPC码的交替迭代分层置信传播译码

低密度奇偶校验码(LDPC)通过迭代译码算法进行译码,例如置信传播算法(belief-propagation)便是其中一种译码方式。标准BP算法是并行译码,在更新所有校验节点及比特节点过程中,使用上一次迭代的更新信息。为了提高一定迭代次数下的收敛速度,在研究不同算法的基础上,如Layered BP算法(LBP)和Shuffled BP算法(SBP),通过改变节点的更新顺序,提出了改进的shuffled迭代译码算法。相对于普通的SBP算法,文章所提改进型SBP算法是传统置信传播收敛速度的两倍,并且在保持性能的同时降低复杂度。最后给出了CMMB标准下LDPC码的仿真结果。     

极化码置信传播算法早期终止准则的研究

适用于极化码置信传播(Belief Propagation, BP)算法的早期终止准则研究具有实际意义。本文提出将循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check,CRC）作为极化码BP算法的早期终止准则（简称为BP-CRC）,当BP算法迭代次数大于门限后,如果信源估计值符合CRC校验,提前终止迭代;否则,就按固定迭代次数执行完BP算法。（1024,512）极化码通过二进制输入高斯白噪声信道后,提出的BP-CRC与基于生成矩阵G的早期终止准则（简称为BP-Gmatrix）做对比。仿真结果表明:在译码性能上,BP-CRC与原始BP算法基本一致;在平均迭代次数减少的效果上,和BP-Gmatrix一致;随着信噪比的增大,两者平均迭代次数减少的次数更明显。CRC比生成矩阵G检测的计算复杂度更低。平均迭代次数的减低,可以有效降低BP译码器的时延和能耗。因此,CRC是有效的低能耗和低复杂度的极化码BP算法早期终止准则。      

LDPC码BP译码算法研究

本文研究了LDPC码的译码。深入研究了概率域BP算法和LLRBP算法。通过计算机仿真,比较了不同码长和不同迭代次数对译码性能的影响。通过计算机仿真得到在LDPC译码过程中,LDPC码的码字越长,构造的校验矩阵中短周期就越短,性能提高就越为明显。同时得到在LDPC译码过程中,迭代次数越多,各节点获得的信息的准确性就越高,性能提高就越为明显。     

对数似然比置信传播算法的改进

改进对数似然比置信传播(LLR BP)算法,以提高其对低密度奇偶校验(LDPC)码的译码性能。在变量节点间加入信道响应相关性,并在算法中预设迭代次数,以使变量节点间传递的外部信息达到平衡,降低外部信息震荡现象,并保障译码不会因所需迭代次数过大而终止。改进型LLR BP算法可降低误码率,并在信噪比(SNR)较小时降低译码迭代次数。     

系统极化码的置信传播译码性能分析

置信传播( BP)算法可以为系统极化码提供软信息作为判决依据,也可以为系统极化码在级联迭代译码中提供交换软信息。在详细描述基于信道极化结构的置信传播算法基础上,比较了系统极化码在软信息判决方法和极化编码判决方法下错误率性能的差异。仿真结果表明,软信息判决方法可以提高系统极化码的误比特率,在高信噪比下误帧率方面也略有提高。     

一种简化的LDPC码BP译码算法的研究

低密度奇偶校验码(LDPC码)是一种逼近香农限的线性分组码,译码的复杂度较低;在LDPC码译码算法中性能较好的是置信传播译码(BP)算法,他能够在迭代译码过程中确定码字是否已译出,但是复杂度高,运算量大。采用一种改进的BP译码算法,在迭代译码过程中对校验节点的更新信息进行曲线拟合,以减小译码运算量,有利于硬件的并行实现,减少译码延时。仿真结果表明,改进的BP算法译码性能和原来的BP算法接近,而且复杂度较低。     

空间耦合LDPC码的分层译码算法

针对长码长空间耦合低密度奇偶校验(SC-LDPC)码译码时延较长的问题,该文提出了分层滑动窗译码(LSWD)算法。该算法利用SC-LDPC子码码块的准循环特性和滑动窗内校验矩阵的层次结构,通过在滑动窗内对校验矩阵进行分层处理,优化层与层之间消息传递,从而加快窗内译码的收敛速度,减少了译码迭代次数。仿真和分析结果表明:在相同的信噪比(SNR)条件和相同的误码性能要求下,LSWD算法所需的迭代次数少于滑动窗译码(SWD)算法,特别在高信噪比下,LSWD算法的迭代次数约为SWD算法的一半,从而有效缩短全局译码时延;在相同译码迭代次数下,LSWD算法的译码性能优于SWD算法,而其计算复杂度增加不大。     

基于分组排序的码率兼容打孔LDPC码BP译码算法

由于在一定码率范围均能获得良好的误码性能,码率兼容打孔LDPC(rate-compatible punctured LDPC,RCP-LDPC)码成为时变信道下优选编码方案。然而,与非打孔码相比,RCP-LDPC码的BP译码收敛速度太慢。为了提高译码收敛速度,提出一种基于打孔变量点分组优化和串行调度的BP译码算法。根据BP译码消息的可靠度对打孔变量点进行排序和分组,使其在译码时,按可靠度由高到低的次序依次更新各组变量点消息。仿真结果表明,当最大译码迭代次数较低时,本文方法的误码性能优于BP算法和随机分组洗牌BP算法。特别是当打孔比特较多时,性能改善越明显。     

基于CMMB标准准的LDPC码动态译码算法研究

针对低密度奇偶校验码(LDPC)的置信传播算法(BP)、分层算法(LBP)在迭代过程中以随机的节点顺序更新,不能快速达到收敛的特点,本文详细分析了一种选择可靠度小的节点先更新的动态译码算法,并以应用于CMMB标准的LDPC码进行性能仿真.与LBP算法相比,动态算法的译码收敛速度明显提高,译码的平均迭代次数减少50%.最后对动态算法的译码复杂度进行了分析.     

一种改进的无线光通信LDPC码译码算法

针对无线光通信中低密度奇偶校验码(LDPC)置信传播(BP)译码算法复杂度高及置信度振荡造成译码错误等缺点,基于对数BP算法提出了一种改进的译码算法。改进的译码算法在校验节点运算时,判断输入到校验节点消息的最小值与某个门限的大小,根据比较结果,分别用消息最小值或若干个最小值进行运算,在损失很少性能的情况下降低了运算复杂度;同时在比特节点采用振荡抵消处理运算,提高了算法的性能增益。最后在对数正态分布湍流信道模型下,分别对比特充分交织和交织深度为16的情况进行了仿真实验。仿真结果表明,改进的译码算法与BP算法相比,大幅度降低了计算复杂度,而且译码性能有一定的优势,收敛速度损失很少;而相对于最小和算法,改进的算法虽然译码复杂度有所增加,但误码率性能有明显的优势,并且收敛速度也优于最小和算法。因此,改进的译码算法是无线光通信中LDPC码译码算法复杂度和性能之间一个较好的折中处理方案。     

基于平均概率和停止准则的多元LDPC码加权符号翻转译码算法

为了提高多元低密度奇偶校验(LDPC, low density parity-check)码符号翻转译码算法的性能并降低译码的复杂度,提出了基于平均概率和停止准则的多元LDPC码加权符号翻转译码(APSCWSF, average probability and stopping crite-rion weighted symbol flipping)算法。该算法将校验节点邻接符号节点的平均概率信息作为权重,使翻转函数更加有效,提高符号的翻转效率,进而改善译码性能。并且通过设置迭代停止准则进一步加快算法的收敛速度。仿真结果显示,在加性高斯白噪声信道下,误符号率为10?5时,相比WSF算法、NSCWSF算法(Osc=10)和NSCWSF算法(Osc=6),APSCWSF算法(Osc=10)分别获得约0.68 dB、0.83 dB和0.96 dB的增益。同时,APSCWSF算法(Osc=6)的平均迭代次数也分别降低78.60% ~79.32%、74.89% ~ 75.95% 和67.20% ~70.80%。     

基于分布式奇偶校验码的低复杂度极化码SCLF译码算法

针对极化码串行抵消列表比特翻转(Successive Cancellation List Bit-Flip, SCLF)译码算法复杂度较高的问题,提出一种基于分布式奇偶校验码的低复杂度极化码SCLF译码(SCLF Decoding Algorithm for Low-Complexity Polar Codes Based on Distributed Parity Check Codes, DPC-SCLF)算法。与仅采用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check, CRC)码校验的SCLF译码算法不同,该算法首先利用极化信道偏序关系构造关键集,然后采用分布式奇偶校验(Parity Check, PC)码与CRC码结合的方式对错误比特进行检验、识别和翻转,提高了翻转精度,减少了重译码次数。此外,在译码时利用路径剪枝操作,提高了正确路径的竞争力,改善了误码性能,且利用提前终止译码进程操作,减少了译码比特数。仿真结果表明,与D-Post-SCLF译码算法和RCS-SCLF译码算法相比,所提出算法具有更低的译码复杂度且在中高信噪比下具有更好的误码性能。     

Iterative reliability-based decoding of low-density parity checkcodes

In this paper, reliability based decoding is combined with belief propagation (BP) decoding for low-density parity check (LDPC) codes. At each iteration, the soft output values delivered by the BP algorithm are used as reliability values to perform reduced complexity soft decision decoding of the code considered. This approach allows to bridge the error performance gap between belief propagation decoding which remains suboptimum, and maximum likelihood decoding which is too complex to be implemented for the codes considered. Trade-offs between decoding complexity and error performance are also investigated. In particular, a stopping criterion which reduces the average number of iterations at the expense of very little performance degradation is proposed for this combined decoding approach. Simulation results for several Gallager (1963, 1968) LDPC codes and different set cyclic codes of hundreds of information bits are given and elaborated     

Error-rate analysis of polar code designs using genetic algorithm for additive white Gaussian noise channel

A novel scheme for designing polar codes with specific decoding schemes in the additive white Gaussian noise channel is presented in this paper. The code construction strategy is built on the genetic algorithm (GA) where successive evolution of populations (or group of information sets) leads toward fittest candidate to attain finest error-rates. In this work, it is shown that better error-rates can be attained by both successive cancelation list decoding using GA with no cyclic redundancy check (CRC) and belief propagation decoding using GA with no CRC and no list, compared to existing polar decoding schemes. Our proposed polar code design scheme using GA has the ability to attain a target block error rates with the least possible SNR and using no additional CRC by exploiting least belief propagation iterations or lesser successive cancelation list list size with no self-alterations in the decoding algorithm.     

空间耦合LDPC码在AWGN信道下的性能分析

空间耦合LDPC(Spatially Coupled LDPC,SC-LDPC)码由于阈值饱和特性,被证明是未来无线通信系统的有力候选码型。SC-LDPC码是一种卷积LDPC码,在二元无记忆对称信道下采用置信传播译码算法时具有逼近香农限的性能。对SC-LDPC码的构造及其经典的置信传播译码算法进行了阐述,并在加性高斯白噪声信道下进行了性能仿真和分析。仿真结果表明,SC-LDPC码的约束长度越长或最大迭代次数越大,其性能就越逼近香农容量限。SC-LDPC码在误码率为10-5、最大迭代次数为100时,码长20000比码长10000大约有0.68 dB的增益;在误码率为10-5、码长为10000时,最大迭代次数100的SC-LDPC码比最大迭代次数10的码大约有0.66 dB的增益。仿真结果有效验证了SCLDPC码在无线通信系统中的良好性能。     

极化码的多比特译码算法研究

针对极化码的连续消除列表（successive cancellation list,SCL）译码算法的高时延问题,提出了基于对数似然比的多比特SCL（multi-bit SCL,MSCL）译码算法,可以在一个判决时刻同时译出多个码字比特,在不损失译码性能的前提下,将译码时延由3N-2个时钟降为4N/M-2个时钟,相比于现有的多比特SCL译码算法,MSCL译码算法具有更低的路径度量值计算复杂度。为了降低循环冗余校验（cyclical redundancy check, CRC）辅助的SCL（CRC aided SCL,CA-SCL）译码算法的译码时延以及存储空间,提出了分段CRC辅助的MSCL（segmented CRC-aided MSCL,SCA-MSCL）译码算法,并提出了分段信息码字长度修正算法,来保证在信息位索引集A不变的前提下,实现每一分段结尾处对应的信息位索引能够被M整除。SCA-MSCL算法可以借助多个CRC判决来尽可能早地输出译码码字,从而减少译码器的存储空间以及译码时延。