定长LT码的FPGA设计与实现

LT码是一类典型的喷泉码,具有较强的纠错纠删能力,在网络通信和深空通信中有较大的应用潜力。在介绍LT码基本思想和编译码原理基础上,设计了定长LT码编码器和译码器的FPGA实现结构,对其所需实现资源进行了深入分析,验证了LT码硬件实现的可行性,同时对所设计的LT编码及译码过程进行了Matlab仿真实验,实验证明丢包率不同对LT码的性能影响不大,而度分布则产生了很大的性能差别。     

LT码的MATLAB仿真

介绍了喷泉码中LT码的编码译码过程,提供了详细的MATLAB仿真代码和说明.通过对三种不同度分布的LT码进行性能仿真,并对仿真结果进行了分析,同时也对LT码和Raptor码进行了适当的比较.     

隐蔽通信中的Turbo码并行译码

针对隐蔽通信的低信噪比应用背景,引入高效信道编码Turbo码提高系统可靠性,并提出一种基于尾比特插入的并行译码算法以减小译码时延并提高码字的保密性.该算法在编码过程中周期插入归零比特使编码器回归到确知状态,译码器根据尾比特的位置划分子块并确定各并行子译码块的初始化值.所插入尾比特可看作“伪信息”,具有随机性,增强了通信的保密性.仿真结果表明,相对于传统并行译码,所提译码方案在提高Turbo码译码速率减小译码延时的同时,不会因为边界条件模糊而产生性能损失,适用于极低信噪比的隐蔽通信环境.     

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.     

协作通信下联合IRA码和网络编码的译码算法

针对协作中继网络中目的端接收来自不同源节点发送的多个信息副本的合并方式,提出了联合非规则重复累积码与网络编码的改进译码算法. 首先对各链路的调制信息进行软解调处理,并根据中继处网络编码的异或信息和直达链路中原信息的函数对应关系,提取出协作节点发送到目的端的信息副本;然后更新非规则重复累积码在译码过程中直达链路与协作链路下的两个信息副本的软解调信息,构造出新的译码判决方法,进而推导了16QAM 软解调对数似然比值的简化方法;最后分析了系统的中断概率及频谱效率. 仿真结果表明,该译码算法在QPSK、16QAM两种调制方式下均能获得较低的误比特率,且采用对数似然比值的简化方法,能在0.3 dB 性能损失代价下降低系统的译码难度.     

非高斯噪声中Turbo码的性能改进研究

对Turbo码在非高斯脉冲型噪声下性能的损失进行了研究,提出了一种新的基于幅度统计特性服从ClassA噪声模型的修正译码算法.该算法修正传统MAP算法的外部信息和信道信息计算公式,使之适应非高斯的ClassA脉冲噪声环境,从而改进了译码性能,计算机仿真证明新的译码算法在Class A噪声环境中比传统MAP算法具有更好的性能.     

针对相关MIMO信道的差分空时块码

针对相关衰落MIMO信道,提出了一种设计差分空时块码的方法,设计准则是使差分检测的平均成对错误概率的上界达到最小。最优的设计需要发射端和接收端的衰落相关性信息,且需要采用数值方法求解。通过忽略接收天线间的相关性可以减小反馈量,并且能得到有闭合表达式的次优设计。仿真结果表明,所提方案改善了系统的误码率性能,而次优设计获得的误码率性能接近最优设计。     

平面闭式运动链的分类码与同构码

平面机构运动链的分类与同构识别是机构结构分析与类型综合中的重要问题.对平面机构运动链结构组成进行探讨后,研究了运动链中的结构不变量.并基于缩杆关联矩阵提出了分类码与同构码,以此为基础,进一步提出了对运动链进行分类的基本码法以及同构识别的码谱法.基本码法分类的运动链类型机构组成学意义明确,利于机构特性分析.同构识别码谱法是对运动链进行分类细化后的同构识别,因此具有可靠性好、识别效率高等特点,已成功应用于12杆以下机构运动链型综合时的同构识别.     

PCGC码低复杂度译码算法的研究

PCGC是一种将LDPC码运用于并行级联编码形式的信道编码,它的译码采用的是修改后的双层迭代BP(belief propagation,置信传播)译码算法.这种译码算法的性能较好,但运算复杂度高,不利于硬件实现.该文介绍两种低复杂度的PCGC迭代译码算法,并通过仿真验证了算法具有非常好的性能.     

基于VC的BCH码迭代译码算法实现

在现代通信系统中，纠错码技术是实现可靠通信的基本方法．本文首先对纠错码技术做一下简介，然后以(63，39)码为例，着重讨论用VC 6．0对BCH码迭代译码的进行实现．     

对一个新量子密码协议攻击的研究

讨论了一个不同于BB84协议的量子密匙传输协议的安全性。尽管从理论上看这个协议给密匙传送带来了1/4的冗余编码,从而导致传输效率变低,但它依然简单,而且在对抗PNS(Photon Number Splitting)攻击的过程中,比BB84更安全。然而,研究发现这一新的量子密码协议仍然有漏洞可以利用,使窃听者获得有用的信息。作为应用结果,还讨论了使用这个协议传递密匙的一次性便笺(vernam cipher)的安全性问题。     

Turbo码和空时块码接连调制系统的研究

采用空时分组编码与Turbo码级联技术，提高了经过衰落信道的无线通信系统可靠性．利用双天线发送分集和单天线接收系统，其中将1/2Turbo码作为外码、简单的空时分组码作为内码,叠代解码方案基于MAP算法．解码的复杂程度取决于外码格栅复杂程度．仿真结果表明，利用空时分组编码的发送分集，可在几乎不增加额外处理量的情况下显著提高系统的接收性能．     

有限域上线性码的深度分布与周期分布

研究了有限域上线性码深度分布的反问题,即对于给定的一组自然数,如何构造一个线性码使其深度谱恰好为给定的自然数组。讨论了线性码的深度分布与周期分布的关系,得出了一种由深度分布求出周期分布的方法。     

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.     

纠错码的深度分布在其周期分布研究中的应用

将纠错码的深度分布与周期分布建立了联系.对于码长为2幂次的线性码,给出了用深度分布求解周期分布的方法,并确定了码长为2幂次的扩展汉明码和扩展循环码的周期分布.     

Turbo空时分组编码的研究

空时编码是最近提出的使用多个天线应用于瑞利衰落信道的编码技术.文中结合分集技术对空时编码进行了综述,包括系统模型、编译码方法、设计准则,并在此基础上介绍了空时编码与外码的级联.     

低资源消耗多边类型LDPC码译码器的FPGA实现

以低资源消耗和低功耗应用为基础设计了多边类型低密度奇偶校验码译码器. 该译码器采用缓存有效连通校验点计算单元与变量点计算单元. 分析和实验表明,与传统的部分并行译码器结构相比,若校验矩阵不具有特殊结构,该译码器可以减少近50% 的用于存储迭代信息的存储器;节约近90% 的用于传输迭代信息的多路选择器;节省80% 的变量点计算单元.     

原模图LDPC码的一种联合优化算法

根据深空通信的特点及需求,JPL实验室提出了性能比常规奇偶校验码更优的原模图低密度奇偶校验码,即原模图LDPC(low-density parity-check)码. 该文提出一种原模图LDPC码的联合优化算法,在不增加编译码复杂度的前提下能兼顾瀑布区性能,设计出地板区性能更好的码型. 理论分析和仿真结果表明,用该算法设计出的新型重复积累码与新型重复-积累-重复码与传统码型（重复积累码和AR4JA码）相比,可在高信噪比区域获得显著的编码增益,降低了错误地板.     

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。