基于PEG构造方法的不同码率LDPC码的性能研究

论文针对LDPC码校验矩阵的PEG构造方法进行了研究,并基于PEG构造方法对规则LDPC码的不同码率进行了性能仿真,得出结论：在低信噪比的情况下,低码率的LDPC码较高码率的LDPC码具有更优异的性能。     

非规则LDPC码的奇偶校验矩阵设计

提出了一种基于置换矩阵的非规则低密度奇偶校验（LDPC）码的校验矩阵设计方法。这 种新的校验矩阵的设计以单位矩阵的循环移位阵为基本单元,目的是通过对上三角矩阵进行 矩阵变换、行和列的位置交换等方法减少1的个数,从而避免短环长度为4的出现。仿真 结果表明,当迭代次数增大到10时,误码率曲线得到很好的改善,并且可以得到0930码率 。     

一种低复杂度的多元LDPC译码算法

针对多元低密度奇偶校验（LDPC）码译码复杂度高、时延大等问题,提出了一种基于硬信息的低复杂度多元LDPC译码算法。来自信道的接收信号在初始化时,先进行非均匀量化预处理。在迭代过程中,校验节点端只需传输单个比特的二进制硬可靠度信息至变量节点。在变量节点端,可靠度信息按比特位进行简单的累加和更新,无需任何的系数修正操作。同时,变量节点使用了全信息的方式将信息传输至与其相邻的校验节点。仿真结果显示,与基于比特可靠度（BRB）的多元LDPC译码算法相比,提出的算法在较低量化比特情况下,能获得约0.3 dB的译码性能增益,且译码复杂度更低。     

LDPC码的自适应补偿最小和译码算法

LDPC码置信传播算法由于复杂度过高而无法实际应用,最小和算法虽然能降低复杂度但却带来了较大的性能损失。补偿最小和算法通过在最小和算法中引入固定修正因子,在几乎不增加算法复杂度的条件下获得接近置信传播算法的性能。为了进一步提升补偿最小和算法的性能,给出了补偿最小和算法的自适应修正因子的计算方法并结合层译码调度策略,提出层自适应补偿最小和算法。仿真表明,所提算法具有更优的性能和更快的收敛速度。     

几种LDPC码的性能比较

重点比较基于MacKay方法构造的随机LDPC码、具有准循环特点的LDPC码,以及π-旋转LDPC码的性能.通过计算机仿真比较可看出,这几种码在构造中都未考虑优化情况下,其性能差异不大.但是从编译码复杂度角度来看,π-旋转LDPC码和准循环LDPC码可以分别利用其奇偶校验矩阵中的双对角结构和移位循环结构来简化编译码,因而这两种较随机构造的码更易于硬件实现,更具有实际应用价值.     

LDPC码在因子图上的构造及其译码

LDPC码是一种可以接近香农限的线性分组码，可通过稀疏奇偶校验矩阵来构造。也可以用因子图来构成。根据LDPC码的不同构成方法至今已提出了数种不同的译码方法。本文介绍了基于因子图的LDPC码的构造方法，分析了和一积(SPA)译码算法的基本原理，最后详细讨论了用SPA算法对LDPC码进行译码的过程。     

一种低复杂度的LDPC码迭代译码算法

在LDPC码的译码算法中，和积算法性能最优但复杂性较高，最小和算法实现简单但性能与和积算法相差较多。针对这一性能与复杂度的矛盾，带有修正项的最小和算法成为研究的热点问题。文中基于一种性能与和积算法接近的修正最小和算法进行研究，对修正项的修正方式进行了简化，简化后的算法在性能上与和积算法仍非常接近，实现复杂度却比原修正最小和算法有明显的降低。     

窗口大小自适应的空间耦合LDPC码译码算法

空间耦合低密度奇偶校验（Spatially-Coupled Low-Density Parity-Check,SC-LDPC）码具有接近香农限性能,基于置信传播译码算法,窗口译码（Windowed Decoding,WD）能够获得较小延时的同时也存在一定的局限性。为了进一步提高WD的译码性能,对SC-LDPC码的窗口译码算法提出了提前终止译码和动态调整窗口大小相结合的改进方法。该方法监测窗口大小的动态变化及相应窗口的平均迭代次数,通过加性高斯白噪声信道下的仿真分析,与传统窗口译码相比,其误码率降低,且计算复杂度更低。     

一种参量可调的多元LDPC译码算法及其能耗分析

在加权比特可靠度(Weighted Bit-reliability,wBRB)多元低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)译码基础上,提出了一种参量可调的译码算法。迭代过程中的比较参量不再使用固定的硬判决符号,而是基于大数逻辑准则选取最为可靠的外信息符号作为标准的比较参量,提高距离修正参数选取的准确性。在复杂度分析方面,提出了一种基于能耗的综合评判准则,将元素间的操作折算到相应的能量消耗指标上,可更加科学、直观地对不同算法的译码复杂度进行统一衡量。仿真结果显示,所提出算法的错误平层略低于原算法,其增加的能耗几乎可以忽略。     

LDPC码的快速编码实现

LDPC码是一种定义在稀疏校验矩阵H上的线性分组码,矩阵H可以用称为Tanner图的二分图来表示。文中通过对快速编码的实现进行分析,给出了能够达到线性复杂度编码的码构造方法,同时分析采用这些方法构造的LDPC码在AWGN信道下的纠错性能不差于随机构造的LDPC码。     

一种动态加权的LDPC译码方法

为了加快低密度奇偶校验（LDPC）码的译码速度,有效改善LDPC码的译码性能,针对校验节点更新过程中的对数似然比（LLR）值的大小,设计了一种LDPC码的动态加权译码方法。以IEEE 802.16e标准的奇偶校验矩阵为例,根据LLR值的变化规律,利用增长因子和抑制因子对和积译码算法和最小和译码算法进行动态加权。仿真结果显示,基于动态加权的译码方法相对于传统译码方法误码率都有明显改进,译码复杂度也有所降低。     

一种适用于大数逻辑可译LDPC码的自适应译码算法

大数逻辑可译低密度奇偶校验(LDPC)码是一类具有较大列重的码,针对此类特殊的LDPC码,提出了一种基于整数可靠度的低复杂度自适应译码算法。在译码的过程中,算法对每个校验节点分别引入不同的自适应修正因子对外信息进行修正。仿真表明提出的自适应译码算法的性能与和积译码算法的性能相当,在误码率(BER)约为10－5时两种算法性能之间仅有0.1 dB的差异。所提算法具有复杂度低、可并行操作、全整数的信息传递等优点,十分有利于工程实现。     

LDPC码的一种高效加权比特翻转译码算法

针对低密度奇偶校验(LDPC)码中加权比特翻转(WBF)译码算法在迭代过程中绝大多数情况都是进行单比特翻转,导致译码效率低并且可能会发生比特翻转“死循环”的现象,提出一种更为高效的加权比特翻转(EWBF)算法。该算法对翻转阈值进行了改进,使得每次迭代能够翻转多个比特,提高译码效率,并且能够避免译码过程出现的翻转“死循环”现象。仿真结果表明,所提译码算法与WBF算法、改进的WBF（MWBF）算法和IMWBF（Improved MWBF）算法相比,平均迭代次数分别降低51.6%~56.2%、49.6%~54.2%和48.1%~51.3%;而在译码性能方面,算法性能接近甚至优于IMWBF算法,当最大迭代次数设定为30次时,相比于IMWBF算法,在误码率为10－4时可获得0.92 dB 的增益。     

基于删余等效的高码率卷积码的低复杂度译码方法

根据删余卷积码具有较低的译码复杂度这一特征,提出了一种适用于普通高码率卷积码的低复杂度译码方法。通过多项式生成矩阵表示法,推导了删余卷积码的等效多项式生成矩阵,给出了等效多项式生成矩阵的计算准则。在分析删余卷积码与相同码率普通卷积码的等效关系和区别的基础上,提出了高码率卷积码的删余等效并给出了计算高码率卷积码删余等效后原始码和删余矩阵的方法。以原始码和删余矩阵构成的删余等效结构为译码基础,实现了高码率卷积码的低复杂度译码,其译码复杂度与原始码相当。仿真结果表明,删余等效译码方法相对于正常译码方法,其性能损失很小。     

一种可快速编码的QC-LDPC码构造新方法

为解决LDPC码的编码复杂度问题,使其更易于硬件实现,提出了一种可快速编码的准 循环LDPC码构造方法。该方法以基于循环置换矩阵的准循环LDPC码为基础,通过适当的打孔 和行置换操作,使构造码的校验矩阵具有准双对角线结构,可利用校验矩阵直接进行快速编 码,有效降低了LDPC码的编码复杂度。仿真结果表明,与IEEE 802.16e中的LDPC码相比,新 方法构造的LDPC码在低编码复杂度的基础上获得了更好的纠错性能。     

Turbo码的Taylor-Log_MAP译码算法

以Turbo码基本理论和算法为基础,依据无线信息传输的实际要求和Taylor级数的基 本原理,提出了一种Turbo码的Taylor-Log-MAP高效译码算法。该算法对基本的Log-MAP 算法中K运算利用Taylor级数进行展开,针对实际的信道需求对展开式进行截断,实现了Tur bo码 的最佳译码。与传统的对数域最大后验概率译码算法相比,该算法基本保持了优良的译码 性能,同时避免了复杂的对数运算,减小了运算量。仿真结果表明,与现 有的RS码性能相比,使用Turbo码可以获取5 dB的信噪比增益。