5G LDPC编码器的低复杂度实现

针对5G LDPC编码因校验矩阵个数多、循环块大小取值多而导致编码器实现困难的问题,通过分析、优化由校验矩阵求取校验位的线性变换过程,提出一种面向片上系统(System-On-Chip, SoC)的编码器架构。在该架构下,编码器作为一个加速器,挂在主处理器的数据总线上。编码器包括控制器、基本图存储器、信息/校验位存储器、寄存器文件和3个运算器(移位器、求模器、加法器)。文中提出了基本图的存储方法和格式并对该编码器进行了FPGA实现。结果表明,该编码器具有低复杂度、中等吞吐率的特点。     

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。     

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QR码的广义LDPC码的设计与译码算法的研究

广义低密度奇偶校验(generalized low-density parity-check,GLDPC)码可以降低原始低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的错误平层,但传统GLDPC码的构造方法会造成码率损失较大.鉴于此,采用平方剩余(quadratic residue,QR)码作为分量码,提出一种新颖的GLDPC码构造方法,并设计相应的译码算法.统计给定码字的陷阱集,并利用陷阱集挑选变量节点作为QR码的信息位;把QR码变量节点的校验位补全在原始LDPC码后,从而构造一种GLDPC码,设计出一种适合GLDPC码的两阶段译码算法.仿真结果表明,这种GLDPC码构造方法码率损失比较小,在BER为1×10-9时,GLDPC码与原始LDPC码相比,得到了约0.3 dB的增益.     

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.     

LDPC码串行译码收敛性分析

介绍了低密度校验码（LDPC码）的Tanner图表示和洪水译码算法后，引入基于校验节点的串行译码算法及半串行译码算法，通过密度进化和树的深度两方面束讨论串行译码的消息收敛特性，证明其消息收敛速度比洪水译码算法约快2倍，并且降低了译码复杂度。分别应用洪水译码算法和串行译码算法在AWGN信道下进行计算机仿真。理论分析与仿真结果均表明，串行译码算法明显改善了译码性能。     

LDPC和积译码的一种改进算法

性能逼近Shannon限的低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)纠错码,在实际应用中需要解决的问题是尽可能降低译码的复杂度.本文概要分析了低密度奇偶校验码的和积译码算法,并基于该算法,提出了一种新的LDPC的和积译码改进算法一差分译码算法,选择若干个绝对值最小的差分值进行运算.理论分析和仿真验证结果表明:本文提出的改进算法可进一步降低了译码复杂度,并使译码性能得到一定提高.     

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...     

基于Matlab的LDPC码的研究

LDPC码是一种接近香农限的线性分组码。在研究LDPC码的基本理论的基础上,利用计算机仿真码长、列重和迭代次数影响LDPC码的性能。仿真结果表明:LDPC码长码的误码性能优于短码的误码性能,但当码长达到一定值后,再增加码长,LDPC码的误码率降低的幅度将不大;当码长较小时,增加列重,LDPC码的性能将变差;但当码长足够大时,增加列重,LD-PC码的性能将得到改善。若列重达到一定值时,随着列重增加LDPC码的性能将变差。增加译码迭代次数,LDPC码的性能将得到改善;但当迭代次数足够大时,再增加迭代次数,LDPC码的误码率将不会再降低。     

LDPC码串行译码收敛性分析

介绍了低密度校验码（LDPC码）的TANNER图表示和洪水译码算法后,引入基于校验节点的串行译码算法 及半串行译码算法,通过密度进化和树的深度两方面来讨论串行译码的消息收敛特性,证明其消息收敛速度比洪 水译码算法约快2倍,并且降低了译码复杂度。分别应用洪水译码算法和串行译码算法在AWGN信道下进行计 算机仿真。理论分析与仿真结果均表明,串行译码算法明显改善了译码性能。     

LDPC码在Nakagami-m信道中的性能分析

对低密度校验(LDPC)码在Nakagami-m信道的性能进行了分析和仿真,证明了Nakagami-m信道满足对 称性条件,给出了Nakagami-m信道译码的稳定性条件。给出了LDPC和积译码算法在Nakagami-m信道参数, 为1/2的整数倍时对信道初始化消息的两类简化算法,并通过仿真对两类简化算法的性能进行了分析。     

基于校验式可信度的比特翻转LDPC译码算法

提出一种基于校验式可信度的比特翻转(CR-BF)低密度奇偶校验(LDPC)译码算法,及其改进.该算法利用校验式的可信度作为比特翻转准则,并参考校验式的错误个数,每次迭代翻转多个比特.仿真结果表明,与加权比特翻转(WBF)算法相比,该算法加快了迭代收敛速度,改善了误码性能.     

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。     

具有高速并行译码结构LDPC码的构造

针对可实现高速并行译码的低密度校验(LDPC)码,提出了一种LDPC码的构造方法.该方法用代数的方法构造一个校验矩阵,适当地选择构造时的参数,可以消除校验矩阵中的小环,以保证所构造码字的性能;再按照一定的规则对所构造校验矩阵的行进行重新排列,可使得重排后的矩阵具有分块结构.仿真结果表明,采用这种分块结构,使得LDPC码的部分并行译码在工程实现上成为可能,按照该方法构造的LDPC码的性能与随机构造的码字相当.     

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...     

LDPC码位翻转解码算法研究

研究了低密度奇偶校验(LDPC)码的位翻转硬判决迭代解码算法,引入接收信号作为可靠性评估,从而推导出LDPC码位翻转软判决解码算法．在软判决算法的实施过程中,提出“分类投票排队”方法,使LDPC码位翻转解码算法在复杂度略有增加但仍低于置信传播算法的情况下,性能得到改善。     

Code Design and Shuffled Iterative Decoding of a Quasi-Cyclic LDPC Coded OFDM System

In multipath environments,the error rate performance of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is severely degraded by the deep fading subcarriers.Powerful error-correcting codes must be used with OFDM.This paper presents a quasi-cyclic low-density parity-check (LDPC) coded OFDM system,in which the redundant bits of each codeword are mapped to a higher-order modulation constellation.The optimal degree distribution was calculated using density evolution.The corresponding quasi-cyclic LDPC code was then constructed using circulant permutation matrices.Group shuffled message passing scheduling was used in the iterative decoding.Simulation results show that the system achieves better error rate performance and faster decoding convergence than conventional approaches on both additive white Gaussian noise (AWGN) and Rayleigh fading channels.     

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。     

低密度奇偶校验码在数字信号处理器上的实现

研究低密度奇偶校验码(LDPC)的数字信号处理实现,并采用TMS320C5409DSP芯片进行算法实现.优化和积算法中的具体运算,调整译码顺序,将硬判决放入变量节点中运算,校验和放入校验节点运算中,避免重复寻址,给出与现场可编程门阵列的通信方法.在时钟频率为20 MHz,译码迭代次数为10次时,测试得到的速率为20.4 kbit.s-1.