LTE系统天线端口数检测方法的设计及实现

在时分长期演进(time division-long term evolution,TD-LTE)系统中,发送天线端口数通过循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC）的掩码隐含于广播信道里,终端解读物理广播信道(physical broadcast channel,PBCH)获取主信息块(master information block,MIB)的同时,需要正确检测PBCH采用的发送端口数。传统的盲检测方法尝试分别用1,2,4等3种发射天线数情况进行PBCH信道译码,直至PBCH正确解码为止,这样会加大译码复杂度,特别是可能最大经历3次完整的译码过程才能正确译码,具有相当大的计算量,不利于工程实践。基于此,提出了一种天线端口数的检测方法,使终端在PBCH译码之前就能够获取天线端口信息。仿真表明,该方法适用于实时性系统,在噪声功率较小时具有较高的可靠性,且耗时短及计算量小。该方案已成功地应用在TD-LTE TTCN扩展测试集仪表开发项目中。     

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。     

基于奇偶校验和CRC校验的极化码栈译码方法

【目的】解决极化码串行抵消栈(successive cancellation stack, SCS)译码算法复杂度较高的问题。【方法】在SCS译码算法的基础上,首先提出一种基于奇偶校验(parity check, PC)和循环冗余校验(cyclic redundancy check, CRC)的串行抵消栈(parity check and CRC aided SCS,PC-CA-SCS)译码算法;根据极化码的构造理论,通过对子信道的突发错误分块来选择奇偶校验的位置,在译码过程中利用奇偶校验及时检测出错的译码路径来降低SCS译码算法的复杂度。然后根据极化码子信道的错误概率,提出一种基于关键集合和似然值的路径分裂策略,以降低SCS译码算法在译码过程中的路径分裂次数。最后对提出的路径分裂策略进行仿真试验。【结果】PC-CA-SCS译码算法与CRC辅助串行抵消列表(CRC-aided successive cancellation list, CA-SCL)译码算法相比,约有0.1 dB的增益,与CRC辅助串行抵消栈(CRC-aided successive cancellation stac...     

准循环LDPC码快速编译码算法及DSP实现

为了降低准循环低密度奇偶校验QC-LDPC(quasi-cyclic low-density parity-check)码编译码算法的复杂度,研究了QC-LDPC码的构造方法.介绍了一种由校验矩阵构造系统生成矩阵的简化方法,该方法可以在很大程度上降低编码复杂度,实现线性编码.基于上述校验矩阵结构,译码提出了Turbo串行消息传递的最小和译码算法(TMS算法).在保持性能基本不变的情况下,改善消息传递的收敛特性,同时降低译码复杂度.基于定点DSP结构,设计了一种高效LDPC码编译码器.仿真结果表明,该算法以较低的复杂度实现了QC-LDPC码的快速编译码.     

基于循环差族构造的高码率低密度校验码短码

为了降低编码复杂度,基于组合数学的方法构造出一类高码率低密度校验(LDPC)码短码。该方法由循环差族构造出一类参数λ为1的平衡非完全块设计(BIBD),再基于这些BIBD构造LDPC码。构造出的LDPC码具有准循环特性,因此编码复杂度低。码字的Tanner图中没有长度为4的环路,在采用置信度传播译码时具有很好的译码性能。仿真结果表明:基于循环差族构造出的LDPC码具有与随机构造的LDPC码相当的性能。构造出的码字适用于手持数字视频广播系统。     

基于循环差族构造的高码率低密度校验码短码

为了降低编码的复杂度,基于组合数学的方法构造出一类高码率低密度校验(LDPC)码短码。该方法由循环差族构造出一类参数λ为1的平衡非完全块设计(BIBD),再基于这些BIBD构造LDPC码。构造出的LDPC码具有准循环特性,因此编码复杂度低。码字的Tanner图中没有长度为4的环路,在采用置信度传播译码时具有很好的译码性能。仿真结果表明:基于循环差族构造出的LDPC码具有与随机构造的LDPC码相当的性能。构造出的码字适用于手持数字视频广播系统。     

基于译码可靠性的系统Polar码删余方法

为了研究删余系统Polar码的性能,提出了一种基于译码可靠性的系统Polar码删余方法.考虑到信道噪声对不同码字比特译码结果的影响并不相同,通过高斯近似的方法计算码字中每个比特的译码可靠性值并对其排序,选择可靠性值较低的码字比特位置作为删余位,构造删余系统Polar码.分析了不同删余方法对误比特率(BER)性能的影响,并将系统Polar码与非系统Polar码的性能进行了对比.仿真结果表明:在同等删余码率下,基于译码可靠性删余法的Polar码性能优于随机删余法的Polar码性能;与等条件下非系统Polar码相比,基于译码可靠性删余法的系统Polar码具有更好的误比特率性能.     

定码长多码率QC-LDPC码的构造

通信系统通常需要支持多种码率的信道编码以适应不同的信道条件。为了简化系统实现的复杂度,该文提出了一种码长固定、兼容多码率、准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法。该方法利用修正的渐进边增长(PEG)Reed-Solomon(RS)码算法生成母码的校验矩阵,结合校验矩阵的行合并得到具有相同结构的多码率QC-LDPC码的校验矩阵。在译码时多码率LDPC码可以共用同一个译码器,从而大大减少了译码的硬件资源。实验结果表明:该方法生成的多码率LDPC码的性能均优于第二代欧洲数字地面电视广播传输标准(DVB-T2)中对应码率的码,且译码器硬件资源与单码率的LDPC译码器相当。     

极化码自适应连续消除列表比特翻转译码算法

极化码是一种新型的信道编码方法,并且具有较低的译码复杂度,第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)组织已经确定将极化码作为5G通信中增强移动宽带场景下的信道编码方案,目前极化码译码已经成为编码领域备受瞩目的研究热点.极化码连续消除列表比特翻转(successi...     

准循环LDPC码低存储量译码器设计与实现

研究了准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low density parity check,QC-LDPC)码及最小和译码算法,设计了合理的非均匀量化译码方案。充分利用准循环LDPC码校验矩阵的准循环结构特点,设计了一种低存储量准循环LDPC码的译码结构,详细描述各部分组成及功能。基于最小和译码算法及非均匀量化方案,给出了纠错性能的模拟测试结果。按照该译码结构在Xilinx公司的XC3S2000器件上实现了码长为9216、码率为1/2的准循环LDPC码译码器。FPGA(field programmable gate array)实现结果表明,与传统译码结构相比,该译码结构可节省约30%的存储空间,在性能与实现复杂度间取得了较好的平衡。     

基于深度学习的极化码串行抵消译码优化算法

针对5G场景下极化码串行抵消译码算法低输出高延迟的问题,提出加快串行抵消译码过程中深度学习译码器整体译码速度的方案。该方案根据信道极化理论计算不同子信道的可靠性,通过调整参数的不同取值,剪掉译码树上均为固定位的叶子节点所在的子二叉树,从而减少深度学习译码器的数量,加快了整体的译码速度。仿真结果表明,所提出的方案不仅具有和原串行抵消算法相同的译码性能,而且降低了极化码串行抵消深度学习译码的时间复杂度。     

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.     

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 decod...     

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。     

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。     

码分多址信道中的迭代译码及干扰消除技术

提出了一种码分多址在高斯白噪声信道中的迭代译码和干扰消除方案，在译码过程中，每个用户译码器的输出用来生成用户信号的软预测，预测值通过迭代译码和干扰消除得以改进，直到迭代收敛为止，然后对用户信号进行硬判决输出，最后，给出了模拟结果。结果表明系统性能将得到改善。     

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LCP预编码的VBLAST-OFDM系统

提出基于线性星座预编码(LCP预编码)的VBLAST-OFDM系统,该系统通过在OFDM子载波信道间进行LCP预编码来获得频率分集增益,适用于宽带无线通信。同时提出一种VBLAST-LCP联合解码器,该解码器结合了经典的VBLAST解码方法和基于最大似然准则(ML)的LCP解码．仿真表明相比与未编码的VBLAST-OFDM系统,VBLAST-OFDM-LCP系统至少能提供8．5dB的增益。VBLAST-OFDM-LCP系统的编码是无冗余的,而且编码解码结构比较简单,有很强的应用价值。     

基于并行部分干扰对消检测的迭代多用户解码

基于用户信息比特最大后验概率解码的因子图表示及和-积算法，通过干扰估计值的渐进性能分析，提出了一种基于并行部分干扰对消检测的迭代多用户解码器，多用户检测模块的基本结构类似于并行部分干扰对消检测，但干扰估计来自信道译码模块，同时，信道译码模块还提供干扰估计误差特性，多用户检测模块据此选取消除估计多址干扰的比例，仿真结果表明，随着迭代次数的增加，这种接收器接近单用户系统性能。