Rice信道下LDPC码译码粘滞点研究

LDPC码译码误比特率与迭代次数关系曲线及其粘滞点的研究,对于进一步深入分析译码机理和加快译码收敛的速度有着重要的意义.文章以Rice信道为研究背景,提出了一种采用基于offset BP_based译码算法的DDE分析结合差分进化技术的非正则LDPC码的优化方法,据此得出了Rice信道下最大比特节点次数为10、码率为1/2和1/3的优化次数分布对以及相应的码门限值;通过仿真得到了在Rice信道下LDPC码译码粘滞点分析的相关曲线,并从译码粘滞点角度研究了LDPC码的门限现象.通过对各阶节点的译码粘滞点分析结果表明,高阶节点相对于低阶节点而言,对于译码有较大贡献,据此提出了改进译码算法的两种思路.     

改进的TPC译码器设计与实现

为改进Turbo乘积码(TPC)硬件译码器的性能和降低实现复杂性,采用理论分析和实现仿真的方法,通过对TPC码基本编译码原理的深入分析,基于Chase2软判决译码算法的迭代译码过程的研究和仿真基础上,提出改进迭代译码过程中外部信息计算的方法,给出了其FPGA设计和实现方法.研究结果表明:使用的改进算法对编码参数为(64,57,4)的TPC码进行译码在译码迭代次数为3次、不可靠位数选择为3位时,在误比特率为10-6条件下,编码增益能达到6.8 dB.     

一种适用于短码长LT码的改进编码算法

LT码是第一种实用的无速率码,但短码长LT码在加性高斯白噪声（AWGN）信道中的性能不佳,原因是度数为1的校验节点的数量过少以及小度数值信息节点的存在。为了提高短码长LT码的误比特率（BER）性能,提出了一种改进编码算法。改进算法引入了权重因子和小度数分布函数用以间接地提高度数为1的校验节点的比例,从而提高了译码成功概率。算法按度数值从小到大的顺序将信息节点分类成若干个集合,并通过改变校验节点选择信息节点的方式,使得靠前集合中的信息节点始终能被优先选取,从而消除了小度数值的信息节点。仿真结果表明,改进算法在给定信噪比和码率值条件下均能实现BER性能的提升,且最多可获得近4.6dB的性能增益。     

物理层网络编码与LDPC码联合系统设计及性能优化

在双向中继通信系统中,针对物理层网络编码与LDPC码联合方案编译码算法复杂度较高、译码运算时间较长等问题,提出了一种新的系统性能优化方案.首先设计了基于QPSK调制的物理层网络编码与LDPC码联合通信系统模型,给出中继映射方案和系统各节点译码算法;然后分析了联合通信系统中LDPC码的码率、码长、最大迭代次数等因素对系统误比特率性能的影响,对系统性能进行改进优化;最后对系统译码迭代方案进行优化.实验仿真表明,该通信系统优化方案能够保证良好的译码性能、缩减译码运算时间、提升信息交换效率.     

基于校验节点的LDPC码的消息加权均值串行译码算法

中短长度LDPC码在采用BP算法译码时,由于短环的存在会导致某些比特LLR值出现振荡现象,从而影响了译码性能.针对这一现象,提出了一种采用消息加权均值来修正校验节点到变量节点消息传递的改进译码算法.该译码算法将上次校验节点到变量节点的消息和本次计算所得的校验节点到变量节点的消息进行加权求和后作为当前最新的消息.通过对本次计算所得的校验节点到变量节点的消息赋予比上次校验节点到变量节点消息更高的权值,从而减弱消息加权均值对正常BP消息传递的影响,有效抑制比特LLR值的振荡.仿真结果表明,与传统的串行迭代译码算法相比,改进的译码算法在计算复杂度增加极少的情况下,有效提高了中高信噪比区的译码性能.     

RS码的分布式编码协作系统方案设计

为了降低RS码分布式编码协作系统的误码率,在深入研究RS编译码算法的基础上,提出了合并-智能联合译码算法。该算法在智能译码算法中增加一个合并器,以充分利用RS_1和RS_2两路信号。仿真实验表明,当误比特率为10~(-3)时,与简单联合译码算法相比,采用合并-智能联合译码算法的编码协作系统能获得3.7 dB的增益;在使用自适应系数的情况下,合并-智能联合译码算法能够使编码协作系统获得最佳的性能。因此,合并-智能联合译码算法可以有效提高RS码编码协作系统的性能。     

用于软判决译码时的非冗余纠错差分检测

提出了非冗余纠错差分检测在软判决译码时的应用.结合π/4-DQPSK差分解调,着重研究了非冗余纠错在软判决译码时的应用,给出了具体系统实现时的软件流程图.用计算机仿真了该算法在加性白高斯噪声(AWGN)信道和Rician信道中的性能.仿真表明,相对于软判决译码时传统的差分解调,该算法在误比特率BER为10-4时在AWGN信道中有1.4dB的性能改善,在Rician信道中同样有显著的性能改善.考虑到了实现损耗,实际系统的测试结果与仿真结果相一致.这使得NEC能够在普遍采用软判决译码的卫星通信系统中应用,拓展了NEC只能用于硬判决的局限,从而提高了系统容量和通信质量.     

一种改进的多模索引调制OFDM方案

为提高多模索引调制正交频分复用的能量效率,提出一种改进方案和相应的检测算法.该方案在不消耗能量的情况下能通过空载模式传递部分信息,还能通过改变空载模式与其他模式的比例来实现频谱效率和能量效率的兼顾.分析了空载模式对误比特率性能的影响,并据此对加入空载模式后的多模式星座进行优化;此外,提出改进的低复杂度最大似然检测算法,在不降低误比特率性能的前提下进一步降低多模方案的检测复杂度.仿真结果表明:在瑞利衰落信道下,当误比特率为1×10~(-5),频谱效率为1.75,2.00,3.00,4.00 bit/s/Hz时,所提方案分别取得了6.0,3.7,3.4,1.7 dB的信噪比增益.     

改进的低复杂度BP译码算法

基于对数似然比的BP译码算法与标准BP译码算法相比,降低了一定的运算量,但仍具有较高的计算复杂度,硬件实现时需要消耗较高的资源。针对此问题,提出了一种变量节点动态更新选择的对数似然比BP译码算法,根据每一次迭代后变量节点外信息的收敛情况及校验方程的满足情况,动态地选择置信度最低的部分节点参与更新,其他置信度较高的节点则不进行更新。仿真结果显示,该算法译码性能与对数似然比BP译码算法相比,在0.5码率,10-4误码率时,1 024码长有0.1dB的性能损失,2 048码长性能损失仅有0.07dB,但从第4次迭代开始归一化运算量至少降低了50%。     

基于MIMO-OFDM协作系统的中继混合选择合并算法

提出了一种基于MIMO-OFDM协作系统的多中继混合选择合并算法。算法原理主要是采用地理位置信息得到一个性能最优的AF(放大转发中继)中继节点,根据瞬时信噪比门限值或相对最小BER门限值选择符合要求的多个DF(译码转发中继)中继,所选择出来的最优AF中继和多个DF中继将协作MIMO-OFDM系统完成信号的转发,最后在目的节点处对直传链路信号和中继链路信号进行最大比合并(MRC)。对该算法进行了理论分析,并研究了该算法对系统误比特率性能的影响,并在MATLAB上进行链路级仿真分析比较。仿真结果表明所提出的多中继混合选择合并算法能有效提高空间分集增益,从而降低系统误比特率。     

基于最小均方误差的改进型IRA译码算法研究

IRA码的译码通常是利用BP译码算法来实现的,但是BP译码算法的硬件电路复杂。虽然最小和译码算法能够简化BP译码算法,但它是以牺牲性能为代价的。为了让译码算法在复杂度和译码性能之间取得较好的折衷,根据最小均方误差准则,提出一种改进型IRA译码算法。仿真结果表明,与BP译码算法相比,改进型IRA译码算法能够在降低算法复杂度的同时保持良好的译码性能,与最小和译码算法相比,改进型IRA译码算法的复杂度几乎不变,但译码性能得到了明显地提高。     

一种改进的LDPC码译码算法

基于最小和译码算法,提出了一种改进算法,即在最小和译码算法的后期迭代中,采用尝试强制翻转最不可靠的比特位组的方法来提高译码性能.仿真结果表明,改进后的算法在信噪比1.4～2.2 dB时相对于改进前有0.3 dB的性能提高.     

MIMO-OFDM系统中LDPC码的改进型最小和译码算法研究

LDPC码的译码通常是利用BP译码算法来实现的,但是BP译码算法的硬件电路复杂.虽然最小和译码算法能够简化BP译码算法,但它是以牺牲性能为代价的.为了让译码算法在复杂度和译码性能之间取得较好的折衷,针对最小和译码算法的性能缺陷,利用最小均方误差准则,提出一种改进型最小和译码算法,最后将该算法应用于M IMO-OFDM系统中.仿真结果表明,与BP译码算法以及最小和译码算法相比,改进型最小和译码算法能够在降低算法复杂度的同时保持良好的译码性能.     

基于偏移量近似的改进型RA译码算法研究

RA码的译码通常是利用BP译码算法来实现的,但是BP译码算法的硬件电路复杂。虽然最小和译码算法能够简化BP译码算法,但它是以牺牲性能为代价的。为了让译码算法在复杂度和译码性能之间取得较好的折衷,提出一种改进型RA译码算法。该算法采用偏移量近似的方法来逼近于BP译码算法,能够降低BP译码算法的复杂度。仿真结果表明,与BP译码算法相比,改进型RA译码算法能够在降低算法复杂度的同时保持良好的译码性能,与最小和译码算法相比,改进型RA译码算法的复杂度几乎不变,但译码性能得到了明显的提高。     

MIMO-OFDM系统中LDPC码的改进型译码算法

为了降低LDPC码译码算法的复杂性并提高译码性能,针对传统的最小和译码算法的性能缺陷,提出一种改进型最小和译码算法.在最小均方误差准则下,该改进型译码算法充分利用了归一化译码算法和偏移译码算法的优点,以逼近置信传播译码算法.最后将LDPC码的改进型最小和译码算法应用于MIMO-OFDM系统中以降低载波干扰.仿真结果表明,若MIMO-OFDM系统要求的误码率为10-5,改进型最小和译码算法的编码增益比传统的最小和译码算法高出0.5 dB,比归一化译码算法和偏移译码算法分别高出0.3和0.2 dB,与置信传播译码算法仅差0.15dB.另外,改进型最小和译码算法也具有低的硬件复杂度.     

LLR-BP算法的简化译码算法研究

研究了基于Gallager方案的LLR-BP算法及其简化的译码算法,应用Matlab仿真比较了基于Gallager方案的LLR-BP算法及其三种简化译码算法的性能,仿真结果表明:基于Gallager方案的LLR-BP算法与归一化BP算法和偏置BP算法的误码率性能相差不多,当信噪比大于2dB时,归一化BP算法和偏置BP算法比基于Gallager方案的LLR-BP算法的误码率性能稍好,最小和算法误码率性能相对最差。     

RS乘积码的TURBO译码

提出了一种采用ＱＡＭ调制ＲＳ乘积码的ＴＵＲＢＯ译码算法，由于该算法充分利用了乘积码行码和列码之间软判决信息的交互传递，从而发挥了乘积码的巨大潜力，与以往的乘积码的译码算法相比大大提高了编码增益，另外，本算法避免了以往的二进制ＢＣＨ码在ＱＡＭ调制下所需的信息分离而引起的信息损失，因而具有更好的性能，通过计算机模拟，表明了这种码的性能距离它的香农限约２．７ｄＢ。     

空间相关信道下空时分组码的子空间修正解码

针对空时分组码子空间盲解码算法在空间相关信道下性能下降的问题，提出了一种修正解码算法．在分析空间相关性破坏信号子空间和统计噪声子空间正交性的基础上，利用接收端已知的信道相关矩阵，修正接收端用于搜索的码字矩阵集合，使相关信道下分解得到的统计噪声子空间正交于修正的发送信号子空间，提高了解码性能．与传统解码的算法不同，该算法无需在发送端进行信道相关矩阵的估计和预编码，降低了发送端的编码复杂度．Monte-Carlo仿真实验表明，空间强相关信道下空时分组码子空间盲解码性能下降比较剧烈，采用新算法修正后的解码性能明显改善，在误比特率为10^-2、相关系数为0．8时，修正性能提高约2dB．     

LDPC 码改进型LBP 译码算法研究

针对LDPC(Low Density Parity Check) 码分层( LBP: Layered Belief Propagation) 译码算法计算复杂度高、不易于硬件实现的问题, 提出一种改进算法。该算法首先引入函数f(x)使LBP译码算法的计算复杂度大大降低; 同时引入具体参数校正因子和偏移因子, 提升译码性能。仿真结果表明, 改进后的算法相比LBP 算法在计
算复杂度降低的同时, 也提升了译码性能, 从而达到了易于硬件实现的目的。