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.     

基于软件无线电的编码调制信号性能分析

为评估编码调制信号在实际无线信道下的性能,利用通用软件无线电外设(universal software radio peripheral,USRP)对Turbo码、二进制低密度奇偶校验(low density parity check,LDPC)码、多进制LDPC码等3种信道编码方案的八进制相移键控调制信号实际性能进行对比分析.为保证译码器获得准确的先验信息,首先基于同步序列实现八进制相移键控系统相位模糊的检测和恢复;然后利用经验特征函数实现信道噪声方差的估计;进而计算出译码器输入符号的先验概率.仿真与测试结果表明,在较短的码长下,采用上述3种编码方式均可以获得优越的系统性能,并且多进制LDPC码的性能优于2进制LDPC码与Turbo码的性能.     

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。     

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。     

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.     

STBC-OFDM系统自适应加权并行多用户检测

针对多用户空时块码正交频分复用系统,提出了基于Turbo 码的自适应加权并行多用户检测方法. 该方法利用自适应加权多用户检测进行多用户信号分离,并将所获得的软比特信息作为Turbo 码的先验信息进行译码,将译码所得的外信息作为下次迭代中自适应加权多用户检测中权值的先验信息. 数值仿真结果表明：采用该方法的空时块码正交频分复用系统收敛较快,与自适应部分并行多用户系统、实验加权多用户系统、传统并行干扰抵消多用户系统进行比较,分别可获得1.8 dB, 2.5 dB 和3 dB 的增益.     

采用两级检测的MIMO OFDM空频变换方案

提出一种能够较好抑制无线通信中多天线间干扰的空频变换方案,将方案应用于MIMO OFDM Turbo收发机中．在发射端,对每个发射天线使用预先设计好的模式进行符号映射．在接收端,利用该预先设计的发射映射模式,通过两级检测接收机的迭代过程进行检测和译码判决．其中第1级检测包括MMSE检测及干扰抑制,第2级检测包括BCJR（Bahl Cocke Jelinek Raviv）或SOMA（soft output M-algorithm）（M-算法）检测．在每次迭代中,软信息在检测器和译码器之间交换,多个数据流间的干扰被抑制．仿真结果显示,对于4发4收的多天线系统,该方案性能优于D-STTD CC．经过2次及3次迭代时,其性能优于D-STFD Turbo方案．     

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。     

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.     

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.     

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.     

适合于稀疏水声信道的低复杂度联合迭代均衡译码

浅海远程水声通信面临严重多径扩展、衰落以及低信噪比的挑战,为克服传统内嵌二阶锁相环的判决反馈均衡器结构在中低信噪比条件下性能较差的缺点,提高水声通信系统的可靠性,该文提出一种适合于稀疏水声信道的低复杂度联合迭代均衡译码方法. 该方法以内嵌的二阶数字锁相环补偿Doppler造成的相位偏移,利用水声信道的稀疏特性进行均衡器系数更新,补偿多途效应产生的码间串扰,通过均衡器和译码器之间多次联合迭代交换软信息提高系统的BER性能. 基于实测湖试信道条件进行了仿真,结果表明LC-JIED方法对于浅海远程稀疏水声信道十分有效,通过编码器与均衡器之间多次迭代交换软信息可大幅提高系统性能,适合于中低信噪比应用场合,具有广泛的应用前景.     

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.     

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.     

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.     

一种改进S随机交织器的设计及性能

交织器在Turbo码的设计中起着特别重要的作用.围绕其设计准则,出现了各种各样的交织器.其中,S交织器是性能颇为良好的一种.但是,由于S交织器生成的码字的低码重分布很不理想,存在着大量重量很低的码字.使得码字在高信噪比时性能得不到提高,过早出现误码率的平层效应.如何提高最小码重,改善高端信噪比下的误码率,已有不少文献进行了讨论.本文从S交织器下的Turbo码的低码重分布出发,深入研究了各种输入序列对低码重分布的影响.然后对S交织器的设计进行了改进,使其最小码距和低码重分布得到了明显改善.通过计算机模拟仿真和比较显示,Turbo码在信噪比中高端的性能得到了明显的提高.     

结合软判决译码的非冗余纠错差分解调的应用

提出了结合软判决译码的非冗余纠错(nonredundant error correction)在差分解调中的应用.用非冗余纠错差分解调的硬判决信息对差分解调软输出进行加权,从而将基于硬判决的非冗余纠错成功地用于软判决时的差分解调,提高了传统的差分解调结合软判决译码的性能.计算机仿真表明,相对于传统的差分解调结合软判决译码,该算法在AWGN信道中误比特率BER为10 -5时大约有1.4dB的性能改善,在Rician信道中也同样有显著的性能改善.这使得非冗余纠错能够在普遍采用差分解调结合软判决译码的卫星通信系统中应用,显著地提高了系统容量和通信质量.     

几种用于Turbo码的交织器分析

将一系列常用交织器应用于Turbo码系统,并分别进行了仿真计算,比较了采用不同交织器Turbo码的性能,提出了将两个交织器结合起来构成新的交织器的方法.由于信息位和未经交织的校验位之间时间上的相关性,通过采用再加一级符号交织器的办法,进一步减小相邻位之间的相关性,结果表明在Rayleigh信道下可进一步降低误码率.     

结合软判决译码的非冗余纠错差分解调的应用

提出了结合软判决译码的非冗余纠错（nonredundant error correction）在差分解调中的应用。用非冗余纠错差分解调的硬判决信息对差分解调软输出进行加权,从而将基于硬判决的非冗余错成功地用于软判决时的差分解调,提高了传统的差分解调结合软判决译码的性能。计算机仿真表明,相对于传统的差分解调结合软判决译码,该算法在AWGN信道中误比特率BER为10^-5时大约有1.4dB的性能改善,在Rician信道中也同样有显著的性能改善,这使得非冗余纠错能够在普遍采用差分解调结合软判决译码的卫星通信系统中应用,显著地提高了系统容量和通信质量。