面向新一代数字通信系统的LDPC码的译码算法研究

低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码是第四代移动通信的关键技术之一,DMB-TH/T-MMB标准都将其列入信道编码方案.本文对LDPC码几种译码算法做了深入研究,并在仿真各种算法的基础上,比较其优缺点.     

极化码自适应连续消除列表比特翻转译码算法

极化码是一种新型的信道编码方法,并且具有较低的译码复杂度,第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)组织已经确定将极化码作为5G通信中增强移动宽带场景下的信道编码方案,目前极化码译码已经成为编码领域备受瞩目的研究热点.极化码连续消除列表比特翻转(successive cancellation list flip,SCLF)译码算法通过翻转不可靠的比特进行额外的SCL译码尝试来提高SCL译码性能.但SCLF译码算法为了提高译码性能而设置较大的路径保留数,导致译码复杂度偏高.通过动态选择路径保留数,提出了一种自适应连续消除列表比特翻转(adaptive-SCLF)AD-SCLF译码算法,该算法从较小的路径保留数(L=1)开始译码,并迭代地增加路径保留数,直到至少有一条路径通过循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)校验,保证在译码性能不变的情况下降低译码复杂度.仿真结果表明,在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise,AWGN)信道和Ray-leigh信道下,与传统SCLF译码算法相比,AD-SCLF算法在中高信噪比下明显降低了复杂度.     

信道编码在无人机数据链中的应用研究

针对无人机（unmanned aerial vehicle, UAV)平台数据链机栽端机所要求的信道编码算法简单、运算速度快、糾错能力强和实时性高等特点,研究分析了适用于无人机数据链系统的卷积码、Turbo码、LDPC(low density parity check code)码等信道编码的编译码特点,采用基于信道编码的OFDM( orthogonal frequency division multiplexing)传输方案设计了高速无人机数据链系统,并针对不同的编码方案分别进行了在Rayleigh衰落和Rician衰落信道下的性能仿真分析,仿真结果表明,在高速无人机信道下,不论在短码和长码情况下,综合考虑编译码实现复杂度和性能2个方面,LDPC码均表现出了比卷积码和Turbo码较优异的性能,可作为无人机数据链系统中较好的信道编码方案。LDPC码相比卷积码与Turbo码具有更好的误码率性能,是较好的解决方案。     

基于DMB-TH的LDPC码性能分析

低密度奇偶校验码LDPC(Low Density Parity Check)码,由于其具有接近香农限的性能,成为继Turbo码之后信道编码领域内的又一研究热点.LDPC码可以广泛应用于光纤通信、无线局域网、下一代移动通信系统及数字电视广播中.本文对数字电视地面广播中LDPC码的结构和应用进行了讨论,并利用MATLAB对几种不同码率的LDPC码和不同译码方式的LDPC码的性能进行了仿真.     

基于LTE-Advanced系统的LDPC译码算法改进

为了与LTE-Advanced系统中信道编码协议兼容,对准循环LDPC码进行了低码率扩展,并在此基础上对其译码算法进行了改进.通过搭建LDPC码在OFDM系统中的仿真链路模型,在Matlab仿真平台上,对最小和译码算法进行了修正和改进,通过对比不同修正值下的译码性能,得到一种适合LTE-Advanced系统的LDPC码译码方案.     

一类低密度奇偶校验码的设计

低密度奇偶校验码(LDPC)是哥拉格于1962年提出的一种性能非常接近香农限的好码,并被MacKay和Neal两度重新发现,且证明了它在与基于BP(Belief-Propagation)的迭代译码算法相结合的条件下具有逼近Shannon限的性能.LDPC码的优异的性能及其在信息可靠传输中的良好应用前景,成为当今信道编码领域最瞩目的研究热点.笔者选用国际电信联盟推出的一种方案,设计了一类低密度奇偶校验LDPC(Low Density Parity Check)码.设计是针对分组块长为276比特,码率为0.7572,采用了6位量化方案.根据可编程逻辑器件(CPLD)的结构特点,提出了LDPC码的译码器结构和相应的编码器结构及其具体实现方案,并对编码方案进行了严密推导.该LDPC码适合用于ADSL传输.     

联合LDPC码和网络编码的协作通信技术

结合信道编码和网络编码的思想,提出了一种在两用户协作情况下联合LDPC(low-density parity-check)码和网络编码的协作分集方案,该方案在接收端通过基于整体H矩阵的置信传播算法实现LDPC码和网络编码的联合译码,并对该方案在瑞利慢衰落信道下的性能进行了MATLAB仿真.仿真结果表明:与编码协作和不协...     

联合LDPC码和网络编码的协作通信技术

结合信道编码和网络编码的思想,提出了一种在两用户协作情况下联合LDPC(low-density parity-check)码和网络编码的协作分集方案,该方案在接收端通过基于整体H矩阵的置信传播算法实现LDPC码和网络编码的联合译码,并对该方案在瑞利慢衰落信道下的性能进行了MATLAB仿真。仿真结果表明:与编码协作和不协作方案相比,所提方案在系统误码率性能上有着明显地改善。     

π-旋转LDPC码在浅海水声信道中的性能研究

浅海水声信道具有快速时变、严重多径干扰和多普勒频移的特征,为保证水声数据传输的可靠性,需采用纠错能力强、编译码复杂度低的信道编码技术.低密度奇偶校验(low density parity check,LDPC)码凭借其逼近香农限的优势被选为水声信道编码方案,但其构造复杂度有待优化.本文介绍了一种码率为1/2的π-旋转LDPC码的构造方法,研究其在水声信道上的性能,并结合实际水声信道特点选择编译码参数.仿真结果表明:π-旋转LDPC码在浅海水声通信系统中可行有效,与准循环(quasi cydic,QC)LDPC码性能接近,优于随机LDPC码,在码长1 024bit、译码迭代次数为50时基本能满足水声通信误码率10-4的要求.π-旋转LDPC码对数据的存储空间需求相对较小、易于硬件电路实现,在水声通信系统中有广泛的实用前景.     

Path loss modelling and comparison based on the radio propagation measurement at 3.5GHz

Wideband IMT-Advanced mobile communication systems tend to operate in the high frequency bandsdue to a relatively large capacity available .Thus,Measurement and modelling methods of radio propaga-tion characteristics are proposed for the field test of Chinese 4th generation(4G)trial system.The mea-surement system is established for 3 .5GHz based on the sophisticated measurement instruments and thevirtual instrument technology.The characteristic parameters of radio propagation such as path loss(PL)expone...     

AWGN信道下基于Kite码的多级编码技术

多级编码（multilevel coding,MLC）技术将编码和调制相结合,在不占用额外带宽且不降低实际数据传输速率的情况下,可有效提高数据传输的可靠性。根据MLC技术分级编码的特性及信道编码定理分析,将无码率码与MLC技术结合,理论上会得到较好的误比特率及吞吐量性能。Kite码作为一种新型的无码率码,兼有喷泉码与低密度奇偶校验码的优势。以MLC技术中各等价信道的容量计算为理论基础,设计了以Kite码为分量码,结合BP（block partitioning）集分割方式与高阶调制的MLC新方法。仿真结果表明,以Kite码作分量码的MLC译码性能明显优于以传统喷泉码作分量码的MLC译码性能。      

多参数可调的低密度奇偶校验码编译码系统

低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码是具有逼近香农(Shannon)极限的一种好码,且灵活性强,描述简单,是信道纠错编码技术的研究热点。针对某通信系统,为了使信息传输能够适应多种情况的需求,在LDPC码编译码原理的基础上设计了具有独特字插入功能、编码参数逐帧可变的编译码系统,同时采用信息位校验位打散功能的设计方法,可实现信息加密。不同码长的编译码模块采用复用的方案,随机存取内存(random access memory,RAM)按照最长码长设计,降低资源占用率。在加性高斯白噪声(additive white gaussian noise, AWGN)信道下基于最小和译码算法完成性能分析。仿真结果表明,该设计方案能够实现码长、迭代次数、打散方式、独特字插入等多参数可调的LDPC码编译码系统,且信息传输性能良好,资源占用率低。     

利用语音残留冗余的LDPC译码算法

为实现压缩语音在有多径衰落和多用户干扰的无线信道中的可靠传输,提出利用语音码流残留冗余的低密度奇偶校验码(LDPC)译码算法。因信源统计规律的时变性及信源编码复杂度和延时的限制,语音编码输出码流中还存在残留冗余,在信道译码时利用这些冗余可有效增强LDPC迭代译码的纠错能力。仿真结果表明:通过利用语音码流中的残留冗余,能有效提高LDPC码的纠错性能,减少平均迭代次数,明显降低译码运算量,改善合成语音质量。特别在信噪比较低时,效果更加显著,平均迭代译码次数下降30%~50%,合成语音平均谱失真下降0.3~0.8 dB。     

基于QR码和SPC码的双广义LDPC码构造及性能研究

为了降低低密度奇偶校验(low-density parity check,LDPC)码的错误平层,使其满足移动高清视频传输的极低误比特率(bit error rate,BER)要求,构造了一种基于平方剩余(quadratic residue,QR)码和单奇偶校验(single parity check,SPC)码的双广义LDPC(doubly-generalized LDPC,D-GLDPC)码。所构造的D-GLDPC码克服了有限码长的LDPC码性能不佳的问题以及广义LDPC(generalized LDPC,GLDPC)码的码率损失问题。基于QR码构造了准循环低密度奇偶校验(quasi cyclic LDPC,QC-LDPC)码,以QR码和SPC码作为分量码来构造D-GLDPC码,采用后验概率(a posteriori probability,APP)译码算法简化D-GLDPC码的译码。仿真结果表明,D-GLDPC码相比同码长同码率的LDPC码,在错误比特率和译码收敛速度上有明显的性能提升。     

QC-LDPC网络编码协作技术

针对传统协作技术具有的局限性,将一种编码协作技术（基于QC-LDPC码的编码协作）与Alamouti空时码和网络编码技术相结合,提出了一种基于QC-LDPC码的网络编码协作通信技术．仿真结果表明：在系统带宽和发射功率不变的条件下,可以很好地对抗无线信道衰落,在较高的频谱利用率与较低的硬件成本条件下获得较好的编码增益和分集增益．     

交错(2,1,3)卷积码在移动图像通信系统中的性能及与交错BCH码的比较

提出了适合于卷积码的一种新的交错方案 .并在实现了卷积码的编码、Viterbi译码的基础上 ,对采取这种交错方案的 (2 ,1 ,3 )卷积码在移动图像通信系统中的抗干扰性能进行了计算机模拟 ,且与相同编码效率、相同交错时延的BCH(3 1 ,1 6,3 )码的结果做了比较 .计算机模拟结果表明 :采取合适交错方案的交错卷积码可明显改善图像质量 ,比交错BCH码更适合于移动衰落环境中图像的传输 ,是值得推荐的纠错抗干扰方案 .     

基于QR码构造的广义LDPC码

在低密度奇偶校验(low density parity check, LDPC)码的图形表示中,存在着一种陷阱集结构,其对性能的影响表现在,陷阱集中变量节点所对应的比特在迭代过程中如果发生错误,就不容易被纠正回来。因此,结合平方剩余(quadratic residue, QR)码来设计一种新颖的广义LDPC码的编译码方案。该方案利用QR码这一性能优良的码型,为LDPC码的某些变量节点提供额外的保护,在损失少许码率的情况下,以期消除某些陷阱集的影响,并获得比原始LDPC码更好的性能。在仿真模拟中,通过统计原始LDPC码的错误比特位置,发现某些比特位置的出错频率较高,为此,从陷阱集的角度分析了其中的原因,并根据这些变量节点,构造广义LDPC码。仿真结果表明,该方案能够有效地降低某些LDPC码的错误平层。     

基于低密度奇偶校验编码的自适应调制方案

为克服无线信道时变衰落特性对传输性能的影响 ,提出了基于低密度奇偶校验 (L DPC)编码的自适应调制传输方案。该方案将所有子信道传输的信息采用同一个 L DPC码进行编码 ,每个子信道根据各自当前的噪声水平动态选取调制方式 ,而各个子信道的瞬时噪声根据 L DPC译码前后信息序列的符号改变情况进行估计。仿真结果表明 :在 Nakaga-mi时变衰落信道下 ,该系统方案可以很好地适应信道的时变衰落特性 ,在满足系统输出误比特率的条件下 ,可以很低的系统复杂度实现信息的最佳传输 ,并获得距离理论极限3d B的良好传输性能     

基于IEEE 802.16e标准中低密度校验码的码率适配设计

针对宽带无线接入标准IEEE 802.16e,提出了实用的、低复杂度的码率适配（RC）低密度校验（LDPC）码构造方案.依据标准中LDPC码校验矩阵和参数集合,采用校验位删除和校验矩阵扩展两种算法来实现码率0.1-0.9范围内动态变化的RC LDPC码,比较、分析用两种方法构造不同码率时的译码性能.仿真结果表明,校验矩阵扩展方法适用的码率动态范围明显大于校验位删除;扩展方案基本满足系统业务对码率的需求,具有良好的译码性能和较低的实现复杂度,适用于IEEE 802.16e标准中的混合ARQ等链路自适应技术.     

基于EXIT图的LDPIDMA系统性能分析

交织多址接入(interleavedivision multipleaceess system,IDMA)技术是第四代移动通信的关键技术之一,为了使该系统更加接近多址接入的信道容量限,设计了一种基于LDPC码编码的交织多址接入(IDMA)系统。利用基于互信息的EXIT图工具,从信息论的角度对LDPC码应用于交织分多址系统的性能进行预测和分析。分析结果表明, LDPC码非常适合于IDMA系统,相比无编码系统而言,在AWGN信道下多用户的系统性能得到了明显的改善,同时也验证了EXIT图分析迭代系统性能的有效性。