适用于LDPC码的新颖自适应联合加权比特翻转译码算法

针对低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码采用单比特翻转算法译码可能出现比特循环翻转现象而导致译码收敛速度缓慢的问题,提出一种适用于LDPC码的新颖自适应联合加权比特翻转(self-adaption combined weighted bit-flipping,SCWBF)译码算法.该SCWBF算法结合了能高效实现的可靠率加权比特翻转(implementation-efficient reliability ratio based weighted bit-flipping,IRRWBF)算法与低复杂度加权比特翻转(low complexity weighted bit-flipping,LCWBF)算法的优点,在每次迭代过程中,能自适应翻转单比特或多比特,从而避免了单比特翻转算法在译码过程中产生的同一比特循环翻转现象.仿真结果表明,与加权比特翻转(weighted bit-flipping,WBF)算法、IRRWBF算法以及联合改进加权比特翻转(combined modified weighted bit-flipping decoding,CMWBF)算法相比,提出的SCWBF译码算法加快了LDPC码的译码速度,并且误码性能也得到明显改善.     

非规则LDPC码译码改进算法及其DSP实现

为了降低非规则低密度奇偶校验(low-densityparity-check,LDPC)码译码算法的复杂度,提出了一种适合数字信号处理器(digitalsignalprocessor,DSP)实现的低运算复杂度、低误码平台译码的改进算法。该算法校验节点的运算采用修正最小和算法,外信息的更新采用串行方式,既保持了串行和积算法在有限迭代次数下译码门限低的优点,又降低了节点运算复杂度和误码平台。用定点DSP芯片实现的非规则LDPC码译码器的实测结果表明,该算法能以较低的实现复杂度获得低的误码平台和译码门限。     

非规则LDPC码译码改进算法及其DSP实现

为了降低非规则低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码译码算法的复杂度,提出一种适合数字信号处理器(digital signal processor,DSP)实现的低运算复杂度、低误码平台译码的改进算法。该算法校验节点的运算采用修正最小和算法,外信息的更新采用串行方式,既保持了串行和积算法在有限迭代次数下译码门限低的优点,又降低了节点运算复杂度和误码平台。用定点DSP芯片实现的非规则LDPC码译码器的实测结果表明,该算法能以较低的实现复杂度获得低的误码平台和译码门限。     

一种改进的多进制LDPC码的译码算法

提出了一种多进制LDPC码基于EMS的改进算法,从译码效率的角度分析计算复杂度.利用变量节点的可靠程度随迭代次数的增加而增加的特点,采用每个变量节点的非法校验值结合变量节点的最大伪后验概率来判断变量节点的可靠性,通过判断准则让一部分节点提前终止迭代,减少迭代过程中不必要的校验节点和变量节点的更新,从而降低复杂度,提高译码效率.对该算法在高斯白噪声信道,基于GF(4)有限域,码率0.5的规则LDPC码(8 192,3,6)进行了仿真,结果显示:改进的EMS译码算法相对传统的EMS译码算法,在误码性能上的损失极小(当误码率10-4时,信噪比损失大约0.05 dB),而且随着信道条件的改善,这种损失进一步减少,但计算复杂度大大降低,译码效率大大提高.     

基于量化修正的低复杂度LDPC译码算法

为进一步降低基于可靠度的(Low Density Parity Check,LDPC)译码算法复杂度,提出一种基于量化修正的低复杂度LDPC译码算法,该算法在对信道信息预处理时引入量化信息修正处理策略,从而避免在译码迭代过程中进行译码信息修正处理操作,在保持译码性能的同时,较大幅度地降低译码复杂度。针对均匀和非均匀量化方案,本文实现了基于修正系数的均匀量化和基于列重修正的非均匀量化两种译码方案。仿真实验结果表明,所提出的两种译码方案在算法复杂度明显较低的情况下,仍然与MRBI-MLGD译码算法具有相同的译码性能与收敛速度。特别地,在基于列重修正的非均匀量化方案中,只需3-4 bits的低比特量化即可达到均匀量化中高比特量化(8 bits)相同的迭代次数和误比特率性能。     

基于稀疏序列LDPC的多层码的迭代译码

提出一种稀疏二进制序列构造的LDPC码作为分量码,译码采用串行迭代的多层码方案.每次串行迭代译码逐层进行,低层向高层传递译码软信息.采用该方案分别对8PSK和16QAM调制的多层码进行串行迭代译码和并行迭代译码的性能仿真.仿真结果表明:该方案的编码复杂度较低,相比于并行迭代译码,串行迭代译码简化了译码结构,且2种迭代译码算法复杂度相同;在AWGN信道和平坦瑞利衰落信道中,串行迭代译码的误比特性能优于并行迭代译码.     

基于原模图LDPC码的联合信源信道译码器的硬件实现

采用FPGA(field programmable gate array)设计基于原模图低密度奇偶校验(low density parity check,LDPC)码的联合信源信道译码器,信道部分和信源部分都是由原模图LDPC码组成.在原模图LDPC码联合译码器的硬件实现架构中,通过2步循环扩展得到了适合硬件实现的准循环原模图LDPC码,译码器信息的迭代更新采用TDMP (Turbo decoding message passing)分层译码算法,采用的归一化最小和算法使得P-JSCD(photograph-based joint source and channel decoding)具有部分并行结构.最后,为了降低资源消耗和译码延迟,采用了提前终止迭代策略.基于FPGA平台的硬件实现结果表明,该联合译码器的译码性能非常接近相应的浮点算法,并且最大时钟频率达到193.834 MHz,吞吐量为24.44 Mbit/s.     

基于因子图的Turbo码译码

Turbo码和LDPC码都可以实现接近Shannon理论极限的性能，Turbo码由于成员RSC码所固有的移位寄存器特性使得其编码较为容易实现，而对于接近Shannon容量的LDPC码，则需要大量的矩阵乘法运算才能完成信息的编码，电路实现较为复杂，另一方面，采用和积算法的LDPC码的译码过程则比采用BCJR算法（及其简化形式）的Turbo译码更加容易实现，且计算复杂度更低，将Turbo编码与LDPC码的译码相结合，对Turbo采用基于其因子图表示的和积译码算法进行译码，可以在很大程度上降低Turbo码的译码复杂度，并对交织器的设计及成员码的选择有一定的指导作用，仿真结果证明了该方案的有效性。     

空间耦合LDPC码的深度迭代译码算法设计

空间耦合LDPC码因其在次最优迭代译码算法下能够达到最大后验概率译码性能而引起广泛关注。但其优异的阈值特性需要在码长很长时才能实现,当采用传统的迭代译码算法时,实现的复杂度将以指数增加,无法应用。为了有效降低传统迭代译码算法的复杂度,本文结合深度学习技术提出了一种空间耦合LDPC码的深度迭代译码算法。通过在消息传递过程中引入权重系数并采用深度神经网络对其进行训练获取权重系数,以此优化消息的可靠性度量值,从而提升译码收敛速度,降低译码复杂度。仿真结果表明,所提出的深度迭代译码算法可以以较少的迭代次数达到与传统迭代译码算法在较多迭代次数下的译码性能。     

LDPC 码改进型LBP 译码算法研究

针对LDPC(Low Density Parity Check) 码分层( LBP: Layered Belief Propagation) 译码算法计算复杂度高、不易于硬件实现的问题, 提出一种改进算法。该算法首先引入函数f(x)使LBP译码算法的计算复杂度大大降低; 同时引入具体参数校正因子和偏移因子, 提升译码性能。仿真结果表明, 改进后的算法相比LBP 算法在计
算复杂度降低的同时, 也提升了译码性能, 从而达到了易于硬件实现的目的。     

基于遗忘系数的LDPC译码算法研究

长LDPC码的Tanner图中通常没有环路,此时LLR BP译码算法是性能最优的软判决译码算法.而短LDPC码的Tanner图中通常存在环路,因此变量节点之间的信息就不再相互独立,这时LLR BP译码算法的译码性能就会下降.针对短LDPC码的特点,提出一种改进型LLR BP译码算法,利用遗忘系数来计算该算法中的参数.仿真结果表明,与LLR BP译码算法、Normalized BP译码算法以及Offset BP译码算法相比,改进型LLR BP译码算法能够在降低算法复杂度的同时提高环路存在情况下的LDPC译码性能.     

基于LDPC码校验节点度的分类修正最小和算法

为了减小低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的译码算法复杂度,提高译码性能,该文针对致信传播(belief propagation,BP)译码算法及其简化算法的分析,提出了一种基于校验节点度的分类修正最小和译码算法。该算法将最小和译码算法中校验节点输入外信息绝对值的最小值和次小值分类,并根据该节点的度计算与BP算法的偏移量,分别选择不同的阈值和修正因子对外信息进行补偿。仿真结果表明,该算法在高信噪比区域的译码性能高于BP算法,并且计算复杂度大大低于BP算法,是一种适用于各种校验节点度分布,而且是能较好兼顾性能与实现复杂度的译码算法。     

一种可配置的LDPC码最小和译码算法

在最小和译码算法（min-sum decoding algorithm,MS decoding）的基础上,提出了一种可配置的LDPC码最小和译码算法（configurable min—sum decoding algorithm,CMS decoding）．在CMS译码算法的横向迭代过程中,用一个可配置的最佳修正因子与最小值的和来取代MS算法中所使用的次小值,从而省略了计算次小值的工作,大大降低了解码复杂度．仿真结果表明,在使用最佳因子的情况下,CMS算法能够达到非常接近MS算法的性能,具有较大的实用价值．用理论推导和蒙特卡洛仿真两种方法对不同信噪比下的最佳修正因子进行计算,两种方法得到的结果非常吻合．     

基于LDPC码校验节点度的分类修正最小和算法

为了减小低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的译码算法复杂度,提高译码性能,该文针对致信传播(belief propagation,BP)译码算法及其简化算法的分析,提出了一种基于校验节点度的分类修正最小和译码算法。该算法将最小和译码算法中校验节点输入外信息绝对值的最小值和次小值分类,并根据该节点的度计算与BP算法的偏移量,分别选择不同的阈值和修正因子对外信息进行补偿。仿真结果表明,该算法在高信噪比区域的译码性能高于BP算法,并且计算复杂度大大低于BP算法,是一种适用于各种校验节点度分布,而且是能较好兼顾性能与实现复杂度的译码算法。     

低密度奇偶校验码加权大数逻辑译码研究

针对低密度奇偶校验(LDPC)码加权大数逻辑(WMLG)译码物理意义问题,提出了一种基于最大对数最大后验概率(max-log MAP)译码的推导方法。该方法利用幂求和的对数近似表达式给出信息位的对数似然比(LLR),理论证明了WMLG译码与max-log MAP译码的等价性。仿真结果也进一步表明,与MAP译码相比,max-log MAP译码的复杂度大为降低,而译码性能的损失微乎其微。WMLG译码与max-log MAP译码的等价关系表明,基于WMLG译码的混合译码算法都可看作max-log MAP算法的改进,这对于设计LDPC码的新型混合译码算法有较好的指导作用。     

MIMO-OFDM系统中LDPC码的改进型译码算法

为了降低LDPC码译码算法的复杂性并提高译码性能,针对传统的最小和译码算法的性能缺陷,提出一种改进型最小和译码算法.在最小均方误差准则下,该改进型译码算法充分利用了归一化译码算法和偏移译码算法的优点,以逼近置信传播译码算法.最后将LDPC码的改进型最小和译码算法应用于MIMO-OFDM系统中以降低载波干扰.仿真结果表明,若MIMO-OFDM系统要求的误码率为10-5,改进型最小和译码算法的编码增益比传统的最小和译码算法高出0.5 dB,比归一化译码算法和偏移译码算法分别高出0.3和0.2 dB,与置信传播译码算法仅差0.15dB.另外,改进型最小和译码算法也具有低的硬件复杂度.     

一种新的一步大数逻辑译码算法

本文介绍了一种新的大数逻辑译码法——准正交一步大数逻辑译码法。它克服了大数逻辑译码法存在的对码的要求过于严格,以及应用范围小的缺点。文中给出了码的准正交的定义,给出了准正交一步大数逻辑译码的基本思想、通用Ⅰ型和Ⅱ型准正交一步大数逻辑译码器的框图和译码方法,并以(7,4)循环码为例讨论了这种译码方法,结果表明,这种译码方法拓宽了大数逻辑译码法的应用范围,对数字传输有实用意义。     

一种改进的LDPC码译码算法

指出了由于短LDPC（低密度奇偶校验）码的Tanner图中会出现环路,使得变量节点之间的信息不再相互独立,从而导致对数域BP译码算法的性能下降．从平衡迭代译码性能与硬件实现复杂度的角度出发,提出了一种改进的BP算法,通过变量消息的修正来补偿校验消息简化的损失．仿真结果表明：改进的算法加快了算法的收敛速度,降低了迭代译码...     

一种基于最小区域选择的LDPC码迭代译码算法

提出一种基于最小区域选择的LDPC(low-density parity-check)码迭代译码算法(min-zone selection decoding algorithm,MZS decoding).MZS算法把最小区域选择和近似计算的思想结合起来,针对传统的置信度传递译码算法(belief propagation decoding algorithm,BP decoding)中的Q(x)函数提出了一种有效的简化处理方式,而这种简化处理只产生少许的性能损失.仿真结果证明,通过合理的参数设置,MZS算法几乎可以提供和BP算法同样优秀的性能.     

一种基于伴随式的乘积码迭代译码算法

通过改进传统线性分组码的伴随式译码算法，提出了一种低复杂度的列表译码算法，该算法通过组合线性分组码校验矩阵中权重较小的列向量进行译码并正确计算出各码字元素的软输出信息，应用该算法可以构造乘积码迭代译码器，比较其他同类算法，该算法不仅性能较好，适用码型范围较广，而且可以根据具体情况在译码复杂度和译码性能两者之间做出折衷选择，分析和仿真结果表明，该译码算法在误码性能和译码复杂度方面都优于传统的乘积码失代译码算法，能够有效应用于通信系统中实现纠错，具有很大的实际应用价值。