LDPC码的一种低复杂度归一化最小和译码算法

为了满足5G新无线对标准低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码纠错译码器的要求,提出一种基于归一化最小和算法的单最小值算法。利用一次绝对最小值计算和近似第二最小值代替两次最小值计算,减少译码器的运算复杂度。通过密度进化理论计算归一化因子α,利用加权平均修正出最优的α值提前存储,可以在不消耗额外计算资源的前提下改善由于使用单最小值而损失的性能。提出一种分层译码器结构,利用值重用技术实现减少内存和计算资源消耗。仿真结果证明,在比特错误率(bit error ratio,BER)为10-5时,所提算法比现有的单最小值算法有大约0.2dB的增益,也比传统归一化最小和算法拥有更好的译码性能和收敛速度。     

基于校验和更新的低复杂度LDPC码硬判决译码算法

为使低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的硬判决译码算法具有更低的计算复杂度和更高的译码性能,提出了一种新的校验和计算算法,具有较低的计算量,可应用于现有的所有硬判决译码算法.结合该算法对一种计算量近似于比特翻转(bit flipping,BF)算法的多阈值比特翻转(multi-thresholdBF,MTBF)算法进行了进一步改进,获得了更低的译码复杂度和更好的译码性能,在迭代5次时获得了0.15 dB的性能增益.     

MIMO-OFDM系统低复杂度时频ML信道估计器

通过联合优化训练符号设计和ML准则,构造了一种基于重叠训练图样的拥有低PAPR的时频信道估计器ML-A LI.通过理论分析获得:当训练符号矩阵等于归一化Hadamard矩阵且在子载波上等间距的摆放时,ML-A LI估计器实现等同于正交的ML信道估计器ML-B LI最优的MSE性能和低复杂度.在M IMO移动信道仿真表明:ML-A LI和ML-B LI的BER性能介于LMMSE LMMSE和LI LI之间,更接近于LMMSE LMMSE;当信道变化较慢时,ML-A LI和ML-B LI具有相同的BER性能,当信道变化较快时,ML-A LI比ML-B LI提供了更优的BER性能.     

5G LDPC编码器的低复杂度实现

针对5G LDPC编码因校验矩阵个数多、循环块大小取值多而导致编码器实现困难的问题,通过分析、优化由校验矩阵求取校验位的线性变换过程,提出一种面向片上系统(System-On-Chip, SoC)的编码器架构。在该架构下,编码器作为一个加速器,挂在主处理器的数据总线上。编码器包括控制器、基本图存储器、信息/校验位存储器、寄存器文件和3个运算器(移位器、求模器、加法器)。文中提出了基本图的存储方法和格式并对该编码器进行了FPGA实现。结果表明,该编码器具有低复杂度、中等吞吐率的特点。     

用于可见光通信的LDPC码策略

为了改善可见光通信的信道译码性能、提高信息传输效率,利用PEG算法构造了一种LDPC纠错码方案.该方案充分利用了LDPC码码重分布高度集中在半码长附近并呈对称分布的性质,对码重处于中心区域附近的码字用增加定长补偿位的方式进行调光补偿,对码重处于远离中心区域的码字则先补位使之更加远离中心区域后再增加发送其补序列.在采用开关键控调制方式时,所提方案能够在统计意义上满足调光率的要求,解决了闪烁的问题.仿真结果表明,在中等码长时,与相同码长的修正一阶RM码相比,LDPC纠错码方案在码率方面提高了25倍以上,同时误码率性能也提高了约2 dB.     

基于量化修正的低复杂度LDPC译码算法

为进一步降低基于可靠度的(Low Density Parity Check, LDPC)译码算法复杂度,提出一种基于量化修正的低复杂度LDPC译码算法,该算法在对信道信息预处理时引入量化信息修正处理策略,从而避免在译码迭代过程中进行译码信息修正处理操作,在保持译码性能的同时,较大幅度地降低译码复杂度。针对均匀和非均匀量化方案,本文实现了基于修正系数的均匀量化和基于列重修正的非均匀量化两种译码方案。仿真实验结果表明,所提出的两种译码方案在算法复杂度明显较低的情况下,仍然与MRBI-MLGD译码算法具有相同的译码性能与收敛速度。特别地,在基于列重修正的非均匀量化方案中,只需3-4 bits的低比特量化即可达到均匀量化中高比特量化(8 bits)相同的迭代次数和误比特率性能。     

一种DVB-S2中低复杂度的LDPC编译码研究

针对第二代卫星数字视频广播标准（second generation satellite digital video broadcasting standard,DVB-S2）中低密度奇偶校验码（low density parity check codes,LDPC）的校验矩阵的存储结构特点,采用了改进的码字构造方法进行编码,进而用类似的方法推导出了校验矩阵,克服了仿真过程中的数据溢出现象。通过对译码算法的比较,采用了降低复杂度的最小和译码算法,并对不同码率的LDPC码的性能进行了仿真比较。从译码器的硬件实现角度考虑,提出用定点代替浮点表示,研究了译码迭代次数和译码器接收数据和译码中间变量的量化对性能的影响。仿真分析,该研究以很小的性能损失在存储量和运行时间等方面降低了译码器的硬件实现复杂度,进而降低了整个无线接收系统的延时和功耗,为硬件实现提供了理论依据。     

低复杂度伪码迭代捕获方法

针对迭代消息传递的伪码捕获算法复杂度过高的问题,提出一种低复杂度伪码迭代捕获方法.将伪码迭代捕获方法分成迭代译码算法和向量选择算法2个步骤来讨论:首先,采用归一化简化方法对迭代译码算法进行改进,降低了算法的空间复杂度;其次,提出一种新的伪码向量选择算法,大大降低了算法的时间和空间复杂度.仿真结果显示:提出的伪码迭代捕获算法以低的复杂度,实现了较低信噪比下长伪码的快速捕获,且其捕获性能优于现有的伪码迭代捕获方法.     

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.     

LDPC码ADMM惩罚译码器不同消息调度策略复杂度研究

目的 说明基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers ,ADMM )的低密度校验(Low-Density Parity-Check ,LDPC )码惩罚译码方法分层调度策略的译码性能和译码速度优于洪水消息调度策略的原因.方法 比较LDPC码ADMM 惩罚译码方法洪水消息调度策略、水平分层消息调度策略和垂直分层消息调度策略的计算复杂度和存储复杂度.结果 ADMM 惩罚译码方法的3种消息调度策略的存储复杂度相同,但洪水调度策略的计算复杂度最高,2种分层调度策略的计算复杂度大致相同.结论 LDPC码ADMM 惩罚译码方法分层消息调度策略的译码性能和译码速度要明显优于洪水消息调度策略.     

一种低错误平层 LDPC 码构造方法

针对低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码在高信噪比区域可能存在错误平层的缺点,提出一种具有低错误平层LDPC码的新颖构造方法.在该方法中,基本矩阵由渐进边增长(progressive edge growth,PEG)算法搜索构造,通过在基本矩阵相应的Tanner图中增加校验节点,并将其与拥有最小额外信息度(extrinsicmessage degree,EMD)短环的变量节点相连来增大短环的连通性.另外,提出了一种基于伽罗华域的循环移位系数矩阵设计方案,无需计算机搜索即可完全避免4环的出现,降低算法复杂度.为了对该方法的可行性进行验证,分别对变量节点的度分布是规则和非规则的基本矩阵进行改进,在高斯白噪声(additive white gaussian noise,AWGN)信道下,采用置信传播(belief propagation,BP)迭代译码算法对改进后的码型进行仿真分析,仿真结果表明,利用该法所构造的码型可有效改善在高信噪比区域的错误平层.     

基于LDPC码的HARQ系统仿真

为有效和可靠地传输数据,在不降低数据传输速率的条件下,最大限度地减小误码率,提高系统吞吐量,利用Matlab和Simulink平台共同仿真了混合自动重传请求HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request)系统.该系统使用低密度奇偶校验码LDPC (Low-Density Parity-Che...     

正交空间调制系统的低复杂度检测算法

正交空间调制(quadrature spatial modulation,QSM)作为一种扩展的空间调制(spatial modulation,SM)传输方案,近年来受到业界的广泛关注.它通过在发送端将发送的复值符号的实部和虚部分开传输来提高频谱效率.由于正交空间调制系统的最大似然(maximum likelihood,ML)检测算法在整个搜索空间进行穷搜索,导致计算复杂度极高.针对QSM系统接收端检测算法复杂度较高的问题,利用QSM系统信号固有的稀疏特性,提出了一种QSM系统的压缩感知(compressed sensing,CS)检测算法.仿真结果表明,新的检测算法在误码性能上接近ML检测算法,复杂度约为ML的4.7％.     

一种低复杂度速率兼容极化码

针对现有极化码速率匹配算法的复杂度问题,提出了一种低复杂度的速率兼容极化码设计算法。汲取了现有打孔方案在不同打孔数量下的优势,使用一个分段速率匹配交织器,极大地改善了大量打孔下的性能下滑现象。信息比特的选择只是跳过被打孔比特位置而不需要重新估计子信道的可靠性,在极大降低算法复杂度的同时一定程度上保证了性能。通过一个虚拟环形缓存器,将容量-0和容量-1这2种打孔模式用同一结构实现,既提升了不同码率下的译码性能,又使得打孔结构简单明确,更加有利于硬件设计。仿真结果表明,该低复杂度速率兼容极化码无论在何种码率、打孔数目下都可以获得与高复杂度打孔算法相当的误块性能,是一种复杂度和性能综合较优的速率匹配方案。     

一种低复杂度LDPC译码器的FPGA设计与实现

利用切比雪夫多项式良好的逼近性,提出了基于切比雪夫多项式拟合的BP译码算法,并将该算法在FPGA上进行了实现.该算法利用切比雪夫多项式拟合算法对传统BP算法中的复杂函数进行拟合,用少量的乘法和加法运算代替传统BP算法中的复杂函数.此外,调整得到的多项式系数,使其便于硬件实现.同时,提出一种基于移位运算的切比雪夫结构,减小因乘法器的实现带来的复杂度;并提出基于流水线设计的半并行结构,设计并实现了低复杂度的BP译码器.实验结果表明,相比于相关工作,这种结构能有效减少硬件资源.     

低复杂度的基音检测算法

在确保语音信号基音检测算法准确度和稳健性的前提下,降低其复杂度,增强实时性.首先给出了基音周期提取过程的实现框图,而后结合流程图详细阐述了提出的新算法,最后通过对仿真实验结果的分析,表明新算法在噪声环境下,仍能精确地提取基音周期.     

毫米波大规模MIMO系统中基于GMD的低复杂度混合预编码

针对毫米波大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统中,基于几何均值分解(geomet-ric mean decomposition,GMD)的混合预编码方案计算复杂度高的难题,提出一种基于GMD的低复杂度混合预编码方案.根据交替最小化原则,通过基于阶递归最小二乘的...     

MIMO系统下低复杂度树形检测算法的研究

如今移动通信业务对高速度高精度的通信数据传输的要求,促进了学者们对各类通信数据信息检测算法的研究。该文从整体上介绍了各类树形搜索策略的检测思想及其代表算法,按照树形搜索策略的不同分成穷搜索、深度优先搜索、宽度优先搜索和度量值优先搜索四类,列举了各类搜索策略的典型算法,分析了它们的优势和缺点,列举出针对这些缺点拓展出的研究现状,并对现状和问题进行总结,提出了在后续针对树形检测算法进一步优化的研究方向。     

低误码平底LDPC码的块交织构造算法

该文针对低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的误码平底问题,给出了采用基矩阵扩展构造的LDPC码的误码率和最小Hamming距离的估计公式。在此基础上,提出了子矩阵可以叠加的块交织构造算法,改善了LDPC码的最小距离特性。仿真表明,与传统的基矩阵扩展构造算法相比,该文的算法能将LDPC码的误码平底从10-7降低到10-9以下。