一种基于综合校验的极化码译码简化算法

列表连续消除(successive cancellation list, SCL)译码算法是实现极化码译码的方法之一,其可以通过调整列表大小在纠错性能和复杂度之间提供良好的折衷。针对传统的SCL译码算法路径度量值(path metric,PM)计算存在冗余的问题,在简化的SCL(simplified SCL, SSCL)算法基础上提出了一种综合校验的简化算法(syndrome check-SSCL,SC-SSCL)。SC-SSCL利用综合校验的方法,判断PM计算过程是否冗余,通过除去冗余计算降低译码复杂度。证明了简化的译码算法在保证译码性能不变的前提下,降低了译码算法的计算复杂度和时延。仿真结果表明,SC-SSCL较SCL译码和SSCL译码算法复杂度分别降低了约68%和13%,且在信道状态好的情况下SC-SSCL复杂度会进一步降低。     

一种极化码联合SC球形列表译码算法

为了降低极化码译码复杂度,提出了一种极化码联合SC球形列表(joint successive cancellation sphere list,JSCSL)译码算法.JSCSL译码算法结合了串行消除列表(successive cancellation list,SCL)译码和球形列表(list sphere decoding,LSD)译码相同的列表结构,联合不同的译码流程,增加译码并行性,从而降低译码复杂度.JSCSL译码算法将码字分割,在2个方向上使用不同译码方案,即从前往后和从后往前分别采取SCL译码和LSD译码,最终选取满足冗余循环校验(cyclic redundancy check,CRC)校验的码字.理论推导了2部分译码的中间分割点,使得独立译码时间近似,以达到最优的并行译码.仿真结果表明,与性能较优的CA-SCL(CRC-aided successive cancella-tion list)译码算法相比,JSCSL译码算法性能与其相近,但译码复杂度降低了40％～50％,因此,JSCSL译码算法在译码性能和复杂度达到新的平衡.     

一种简化的极化码串行消除列表译码算法

在未来5G通信技术中,3GPP组织已经确定将极化码作为增强移动宽带场景下的信道编码,但在其译码算法中,由于前景较好的串行消除列表(successive cancellation list, SCL)译码算法存在多余的计算,导致整个译码所需的时间步数大量增加。基于快速简化串行消除(fast simplified successive cancellation, Fast-SSC)译码算法,提出对传统SCL译码算法进行简化。通过串行消除(successive cancellation,SC)译码算法的译码过程,明确译码树的结构和分类。同时,对传统SCL译码树中特殊节点的路径度量值重新计算与证明,使得其值仅依赖于各自父节点的对数似然比值,避免对整个译码树遍历,从而消除冗余。通过仿真和实验结果表明,在保证纠错性能的前提下,简化后的SCL译码算法其特殊节点的路径度量值的计算复杂度更低,且整个译码所需的时间步数更少。     

低时间复杂度的极化码译码算法

极化码的串行抵消列表(successive cancellation list,SCL)译码算法是目前应用最广泛的译码算法,但是复杂度和时延很高.为了降低时间复杂度,提出了一种基于综合检测(syndrome check,SC)的快速SCL译码与球形列表(list sphere decoding,LSD)译码相联合的办法,简称SC-SCSL(syndrome check successive cancellation sphere list)译码.该算法避免了SCL译码在不同路径的相同节点同时满足综合检测时,极易导致结果出错的情况,仿真结果表明,在同时满足综合检测时性能与SCL相差不大;同时联合了LSD译码,来降低时间复杂度.在几乎不损失性能的情况下,相比于循环冗余协助下的串行抵消列表(cyclic redundancy check aided successive cancellation list,CA-SCL)译码降低了50％～55％的时间复杂度.     

低密度校验码的混合比特反转译码算法

提出了低密度校验(LDPC)码的混合比特反转(HBF)译码算法,该算法充分利用了LDPC码置信传播(BP)输出的软信息,对经典的比特反转(BF)算法的误码性能有明显改善.AWGN信道下的仿真结果表明,在相同的译码复杂度情况下,HBF算法的性能明显优于BP算法,并呈现出更低的误码平台.     

极化码串行抵消译码算法的改进设计

极化码是基于信道极化(Channel Polarization)现象,首次以构造性的方法逼近信道容量的码。尽管极化码的编码和译码都具有较低的复杂度,但在中短码长时,极化码的性能并不理想,甚至不如LDPC和Turbo码。针对这一问题,提出了一种采用CRC作为内码,并与极化码级联的方案。与现有方案不同的是算法在译码时仅对内码位之间的位采用列表译,从而获得较低的译码复杂度。从仿真结果看,算法在BEC信道下可以显著地提高极化码的性能,并接近最大似然译码的性能;在AWGN信道下可以获得0.5dB的性能改善。     

基于校验和更新的低复杂度LDPC码硬判决译码算法

为使低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的硬判决译码算法具有更低的计算复杂度和更高的译码性能,提出了一种新的校验和计算算法,具有较低的计算量,可应用于现有的所有硬判决译码算法.结合该算法对一种计算量近似于比特翻转(bit flipping,BF)算法的多阈值比特翻转(multi-thresholdBF,MTBF)算法进行了进一步改进,获得了更低的译码复杂度和更好的译码性能,在迭代5次时获得了0.15 dB的性能增益.     

基于可靠率的改进的LDPC码BF译码算法

相对于低密度奇偶校验(LDPC)码置信传播(BP)译码o(n2)数量级的计算复杂度,比特翻转(BF)译码算法的计算复杂度只有o(n),然而其译码性能却有很大降级.为此,该文提出了一种改进的BF算法.该方法使用了可靠率来衡量所有参与同一校验的信息节点对校验没有满足的贡献,以较低的计算量增加为代价在译码中引入软信息的使用,从而使BF的性能有了较大提升.理论分析表明其复杂度为o(n),仿真结果表明,与加权的比特翻转译码算法比较,新算法在信噪比为7 dB时,误码率由10-3数量级改善为10-4.     

基于C MEX的极化码解码的优化

信道传输的问题是移动通信领域中一个非常重要的问题.为了有效地利用信道容量,前人采取了各种方法极化码在2009年被Erdal Arkan提出,是第一种被证明趋近香农极限的编码方案.极化码不同于之前的信道编码,即分组码和卷积码,它是通过对信道进行极化变换来实现前向纠错的目的.极化码的译码使用SC译码(逐步消除译码),但是逐步比特译码的SC译码在实时性以及算法复杂度上限制了极化码的研究和应用.C MEX是在数值计算软件MATLAB中运行编译C/C++程序的方法,使用C MEX可以在实现极化码时结合MATLAB快速开发和C/C++快速运行速度的优点.在前人搭建的MATLAB极化码仿真平台的基础上,通过C MEX对解码过程中大量的迭代过程进行优化,使解码速度提高十倍以上.此项工作对极化码的硬件实现也有着重要的意义.     

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.     

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。     

Polar Codes多比特同时判定高输出SC算法研究

polar codes具有丰富的代数结构和优秀的分析特性,具有明确的编码方法和译码算法,但是其连续删除译码算法由于采用串行按位译码的方法,从而导致整体译码时间较长。利用改进的路径度量值计算方法减少了SC译码器判定的次数,从而使得整体的译码时间大大降低,提高了原SC算法测输出。实验数据表明该方法不仅拥有较低的译码时间,同时还能获得更好的性能。     

一种基于LCC算法的新型RS码译码器

相比于传统的硬判决译码算法,RS码软判决译码算法能够获得更大的编码增益,但硬件实现较为复杂. 针对这一问题,本文在LCC软判决译码算法的基础上提出了一种改进型校验子算法,可在不影响译码性能的前提下大幅降低硬件复杂度. 仿真结果表明,本文设计的RS(255, 239)码η=3译码器,在BPSK调制下通过AWGN信道,相比于现有基于校验子的RS码译码器结构,硬件资源消耗减少20%. 采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺实现,芯片面积仅为0.81 mm2.      

基于熵编码CABAC的信源信道联合解码器

H.264的熵编码都采用基于上下文自适应二进制算术编码（CABAC）,能达到较高的压缩性能,但对信道误码非常敏感.文中提出了一种基于CABAC的算数码变长码联合解码算法,联合信源信道算数码解码之后的信息作为变长码的输入信息,再通过变长码格状图搜索获得最佳的符号序列.同时,在算数码解码部分可以利用变长码的码字结构信息来删除无效搜索路径,提高解码性能.仿真实验表明,该联合迭代解码算法明显优于传统的分离解码器.     

一种低解码复杂度的全分集全码率空时编码

针对Beyond 3G MIMO系统下行链路中发射天线数大于接收天线数的特点,通过构造码字结构,根据编码增益的表达式,得到具有高编码增益的参数,提出了一种适合于4根发射天线、具有低解码复杂度的全分集全码率空时编码方法.该方法具有编码增益高、误码性能好和解码复杂度低等优点.仿真结果表明,与传统的空时编码方案,如酉空时码、空时分组编码和全分集全码率空时编码方法相比,新编码方法具有很好的误码性能,同时具有很低的解码复杂度.     

基于有限状态联合信源信道算术码的图像编解码算法

针对噪声信道的图像传输问题,提出了一个基于有限状态联合信源信道算术码的图像编码算法和对应的联合迭代解码算法.该编码算法可根据信源和信道自适应选择近似概率模型、整数编码区间上限值、跟随比特上限值、禁用符号概率大小以及禁用符号位置.该联合迭代解码算法的外解码器使用算术解码器,检测内码产生的估计序列错误和向内解码器反馈错误位置的信息;内解码器负责对信道输出序列进行估计.实验表明,提出的编解码具有很好的传输性能和较低的复杂度.     

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.