可配置LDPC码译码器的FPGA设计与实现

作为LDPC码的一个重要分支,QC_LDPC码在LDPC码的研究领域内吸引了越来越多的注意力。很多实际通信系统中都使用多码率QC_LDPC码作为信道编码方案,以实现多码率可靠通信。为了实现同时支持几种不同码率和码长的QC_LDPC码译码器,提出了一种基于基矩阵的译码器结构,并且采用归一化最小和算法作为译码算法,它能够在保证译码性能的同时降低译码器硬件实现复杂度。最终通过Verilog HDL语言,利用现场可编程门阵列FPGA实现了能够非常灵活的配置不同码率和码长的QC_LDPC码译码器。     

基于软件无线电的改进级联码验证实现

基于通用软件无线电外设(universal software radio peripheral,USRP)构成的软件无线电平台,在与欧洲地面数字电视广播(digital video broadcasting-terrestrial,DVB-T)参数兼容的情况下,设计了基于里德-所罗门(Reed-Solomon,RS)码与低密度奇偶校验(lowdensity parity-check,LDPC)码的级联码,并与DVB-T中基于RS码与卷积码的级联码进行了对比.LDPC码的纠错性能优于卷积码,与RS码结合可以进一步消除LDPC码在高信噪比情况下出现的误码平台,获得优越的纠错性能.基于USRP平台实现了所设计级联码中的各个模块,并在实际无线信道下验证了该级联码的纠错性能.系统测试结果表明,与DVB-T中的级联码相比,所设计的级联码在无线信道下可以获得一定的增益.     

一种适用于DAMB的LDPC码设计方案

最近提出的外部信息转移图是一种优化非正则LDPC码的简单高效方法.该文把此技巧应用到数字调幅广播(DAMB)系统,取得了令人满意的结果.实验还表明在各种广播信道中优化的LDPC码皆优于Turbo码方案.     

应用循环移位矩阵设计LDPC码译码器

通过对DVB-S2和WiMAX等标准中的实用LDPC码的分析,导出了其共同的基于循环移位矩阵的校验阵结构;设计了一种基于循环移位矩阵的LDPC码译码器,该译码器拥有每行块(列块)逐块、逐行块(列块)的半并行译码机制、通用的外信息存储单元和串行运算单元,可以用相同的结构实现不同码率的各种LDPC码. 采用该结构在Altera EP2S60芯片上实现了码长为8 064、比特码率为7/8, 6/8, 5/8, 4/8, 3/8 这5 个码率的多码率LDPC码译码器. 测试结果表明,译码器的有效符号速率达到80 Mbit/s.     

一类适用于部分响应信道的原模图LDPC码

摘要： 对于加性高斯白噪声信道,JPL实验室提出了一类硬件实现简单、错误地板低的AR4JA原模图LDPC(low-density-parity-check)码,但该码型不适用于PR(partial response)信道. 文中针对PR信道中典型的ERP4信道,提出一类新的近似规则原模图LDPC码,并且利用有限长外信息传递算法对该码型进行分析. 在EPR4信道下 的仿真表明,相对于目前在该信道下性能良好的规则LDPC码,在低信噪比和高信噪比区域,这类新的近似规则原模图码型具有显著的编码增益和更低的错误地板.     

LDPC码在短波宽带信道中的性能研究

为减小短波宽带信道中多径效应和多普勒效应对通信系统误比特率的影响,引入高可靠性LDPC码作为信道编码方式.寻找合适的校验矩阵,改进译码算法,结合能有效抑制多径干扰的MC-CDMA技术,提出了一种LDPC+OFDM+DSSS的设计方案.通过对ITS模型的短波宽带信道进行分析,利用信道均衡技术恢复接收信号,建立了系统仿真模...     

基于SW-Log-MAP算法的Turbo-SISO译码器的设计与实现

Turbo码通过软输入、软输出(SISO)的迭代译码达到了接近Shannon理论极限的性能,为了改进其译码延时较大的缺点,设计了一种可单芯片实现的、支持Turbo译码的滑动窗LogMAP译码器(SW-MAP),并在Xilinx Veritex-4 FPGA上用Verilog HDL语言进行了仿真。结果表明,使用该译码器对CCSDS标准Turbo码译码,可以达到10 Mbit·s-1的数据处理速率,且与软件仿真相比性能损失在0.1 d B以内。     

网络编码的LDPC编码协作

提出了一种基于网络编码的LDPC 编码协作方案,该方案采用非正规二进制LDPC 系统码. 中继通过网络编码协作两用户传输数据,提高了系统平均吞吐量. 针对协作中继只发送校验比特策略,研究了中断概率性能. 目的节点译码器采用基于联合Tanner 图的联合迭代译码算法对来自两用户和协作中继的三路信号进行译码.
仿真结果表明：与传统非协作系统相比,基于网络编码的LDPC 编码协作方案大大降低了系统中断概率;在高信噪比条件下,所提出的方案在误比特性能上具有明显的性能增益.     

多元LDPC随机译码的似然概率快速生成算法

多元随机译码算法能有效解决译码复杂度高的问题,但似然概率生成的计算仍有较高的计算复杂度. 为解决这一问题,文中提出一种针对M阶正交振幅调制下的多元低密度奇偶校验码的随机译码算法. 通过计算星座图中部分星座点和接收信号点之间的欧几里德距离来确定随机译码的似然概率,而不必计算所有星座点的似然概率,省去了复杂的幂次运算. 仿真结果表明,该算法能有效降低多元LDPC码随机译码的计算复杂度,性能损失较小,是一种适合多元LDPC译码器前端实现的译码算法.     

时空调制扩频通信定位系统抗多径测角测距方法

在时空调制扩频通信系统基础上,针对多径环境提出一种抗码片内多径干扰的测角测距方法.首先分析了时空调制信号在多径下的接收和解调信号,接着就解调表达式采用冲激响应估计和多径分量提取算法,实现了码跟踪误差和多径分量的联合估计,再利用换算关系得到方位角和距离.仿真结果表明,在多径下系统的测角测距性能得到很大的改善.     

采用数字喷泉码和旋转星座图的多跳中继传输机制

利用数字喷泉编码可有效提高多跳中继传输的效率. 提出一种基于数字喷泉码的中继多跳传输机制,从两方面改善中继转发性能：每两个中继组成中继对,采用旋转星座调制技术获得信号空间分集增益,但不降低信道的频谱效率;根据改进的合并算法对中继转发的喷泉编码数据包进行线性组合,获得数据包分集效果,提高信道利用率,缩短传输时间. 仿真结果显示,实现数据包分集和信号空间分集后,多跳中继传输效率显著提高,传输时间有所缩短.     

基于多模芯片的TD-SCDMA系统Turbo码内交织器设计

本文在多模基带芯片(兼容LTE和TD-SCDMA系统)Turbo译码器的硬件加速器设计背景下,介绍了TD-SCDMA系统中Turbo码的码内交织器结构以及算法设计,针对硬件实现提出了具体的算法优化设计方案,使算法的复杂度得到了进一步降低,并且提高了时间效率,对整个TD-SCDMA系统有很大的实用价值。     

M元双正交码扩频多载波CDMA系统

提出了一种高速M元双正交码扩频多载波CDMA系统.该系统使用正交BPSK调制和双正交扩频码携带信息,通过信道估计消除了多径衰落产生的相位模糊,避免了单/双正交扩频码识别问题.文中使用了改进的子空间跟踪信道估计算法,并仿真了不同信道估计方法、合并方法下系统的误比特率性能.     

Chirp-BOK-BPSK调制超宽带无线传输技术

分析了正向和反向线性调频脉冲尖锐的自相关特性与极低的互相关特性.基于此特性,在Chirp-BOK调制方法的基础上提出了Chirp-BOK-BPSK调制方式,将输入数据同时调制到Chirp脉冲的调频斜率和正反向相位上.推导了Chirp-BOK-BPSK调制信号的表达式以及在AWGN信道下的系统误码率,且该调制信号在室内信道下存在较大码间干扰.最后通过仿真分析比较了Chirp-BOK-BPSK和Chirp-BOK UWB系统在AWGN信道下最佳接收机性能,信噪比为12 dB时系统误码率低于10-4.     

一种新的基于多级编码的差分空时调制方案

提出一种新的结合多级编码和差分空时调制的联合编码调制方案.该方案通过特定的构造法则,用一个多级低密度校验码取代多级编码中多个分量码,因而具有更低的编译码复杂度.为防止过多错误反馈造成译码失效,提出采用内、外双重迭代方式来提高系统的鲁棒性.同时把LDPC码校验矩阵作为迭代终止判决准则,进一步降低了迭代算法的平均复杂度.在准静态多输入多输出衰落信道下的仿真结果表明,系统性能得到有效提高.     

基于SVM判决的RS编码EBPSK调制解调器

冲击滤波器能将扩展的二元相移键控（extended binary phase shift keying, EBPSK）调制信号的相位跳变转化为幅度冲击,从而突出了“0”和“1”码元的波形差异. 为了充分利用该特性,文中设计了基于支持向量机（support vector machine, SVM）判决的RS编码EBPSK调制解调器. 简述了EBPSK调制解调原理,并
利用SVM的分类能力给出了EBPSK检测模型. 对二元相移键控BPSK和EBPSK的性能进行对比,设计了基于SVM的RS编码EBPSK调制解调器. 仿真结果表明：1) 以比特每秒/赫兹/信噪比为综合指标,EBPSK系统性能优于BPSK;2) 在AWGN信道下,当误码率为10−4时与自适应门限判决的RS编码EBPSK调制解调器相比,基于SVM的调制解调器可获得约1 dB的编码增益.     

分组Turbo码的仿真研究

目前,Turbo卷积码、分组Turbo码以及低密度校验码由于它们接近Shannon极限的性能而成为最先进最受欢迎的纠错码.尽管,这三种纠错码得到了广泛的研究,但公开的仿真代码目前只有Turbo卷积码和LDPC码.本文简述了分组Turbo码的编码与译码过程,并提供了仿真中关键部分的标准C＋＋代码,最后给出了仿真结果.     

ZPOFDM循环平稳性分析及在多载波信号识别中的应用

针对多载波调制分类算法无法识别零前缀正交频分复用(zero-padding OFDM, ZPOFDM)信号的问题,提出了一种改进的OFDM信号识别方法. 利用ZPOFDM等信号的二阶循环累积量特征,结合循环平稳性检测,实现衰落信道下包括ZPOFDM、循环前缀正交频分复用(cyclic-prefix OFDM CPOFDM)、单载波等信号的分类.理论分析与实验结果表明,该方法在没有同步及参数估计等预处理条件下能实现频率选择性衰落信道下多载波信号的有效区分.     

带删除卷积码的多电平DAPSK的性能

研究带删除卷积码的 8、16、32差分幅 /相移键控 (DAPSK)调制 .在加性高斯白噪声 (AWGN)和 Rayleigh衰落信道下比较了其与 16 QAM相干调制器的性能 .与相干系统形成对照 ,非相干系统无需导频符号 .对于多种衰落条件优化了 DAPSK系统的参数 (如环比 ) ,用删除卷积码做信道编码 ,非相干8DAPSK在 AWGN和 Rayleigh衰落信道下的性能只比 8/16 (或 8/2 4 )码率的 16 QAM差约 1d B.这意味着对 Rayleigh衰落信道 ,可采用简单的非相干解调以避免复杂的载波提取 .     

码率自适应LDPC码删余算法

鉴于无线通信信道的时变特性,信道纠错编码必须具备码率自适应的功能. 现有的分组拣选算法尽管能构造出性能优秀的码率自适应删余型LDPC码,但达到的最高删余码率受到限制. 对此,该文提出一种新的删余算法–分层拣选算法,解决了最高删余码率受限的问题,使码率能够无限接近1,且适用于任意LDPC码. AWGN信道下的仿真结果表明,所提出的算法较分组拣选算法具有更好的性能.