可分解的可分组设计构造的LDPC码

提出了利用可分解的可分组设计构造低密度校验码的新方法,所构造的低密度校验码的围长至少为6,且码率、码长灵活可变.同时,基于可分解的可分组设计,又构造了一类掩模矩阵,从而利用掩模技术,得到了更多的准循环低密度校验码.数值结果表明,在加性高斯白噪声信道上,采用和积译码算法,所提出的低密度校验码的性能优异且迭代收敛快.此外,掩模后的准循环低密度校验码比掩模前有较大的误码率/误帧率性能提升.

循环差族构造的多元LDPC码

基于循环差族构造了两类多元低密度奇偶校验码,并提出了不同有限域上各个码率的多元低密度奇偶校验码的构造方法.所构造的多元低密度奇偶校验环码(校验矩阵的列重均为2)的围长为12,同时证明了该类码的最小距离至少为6.仿真结果表明,所构造的多元低密度奇偶校验码与用其他方法构造的二元及多元低密度奇偶校验码相比,在加性高斯白噪声信道上二进制相移键控调制下均有性能提升,并且迭代译码收敛速度非常快.

5G通信中准循环LDPC码的环结构分析

环结构在低密度校验(LDPC)码的设计中起着非常重要的作用。首先分析了5G通信系统中准循环(QC)LDPC码的环结构存在形式,将准循环LDPC码的置换移位矩阵划分为两部分,并以此将环结构分为3类。基于这3类环结构的分析结论,又提出了一种对角结构QC-LDPC码的构造方法。该方法可以确保所构造的QC-LDPC码围长至少为6,并且适用于具有构造各种对角结构的QC-LDPC码,如单对角结构、双对角结构和它们的混合结构等。仿真结果表明,所构造的QC-LDPC码在加性高斯白噪声(AWGN)信道上有很好的迭代译码性能,这为差错控制应用场景提供了一种有效的LDPC编码方案。

一种宽范围低复杂度的载波频偏估计算法

针对短突发通信系统存在的频偏估计相位模糊问题,本文提出了一种宽范围低复杂度的时域相关频偏估计算法--基于相位解模糊的部分互相关算法.该算法利用自相关算法思想和相关代数知识消除了其复乘运算,再利用基于蒙特卡罗仿真的解相位模糊算法解决了其相位模糊问题,从而适应大频偏下的短突发通信环境.最后仿真结果表明,与经典的M&M、AC和Giugno时域算法相比,在保证了较大估计范围的同时,该算法具有更高的估计精度和更低的复杂度,适用于低时延高可靠的短数据包传输.

低秩循环矩阵的构造方法及其关联的多元LDPC码

在图像处理中,低秩矩阵的冗余信息可用于图像恢复和图像特征提取,而在迭代译码中,校验矩阵的冗余行可以加快译码收敛速度。该文研究一类易于硬件实现的低秩循环矩阵。首先将循环矩阵转换为位置集合,并基于同构理论简化了位置集合的搜索空间,从而基于比特移位方法提出了循环矩阵的构造方法。考虑非零域元素的列赋值与矩阵秩之间的关系,选取Tanner图中没有长度为4的环的循环矩阵,基于非零域元素的列赋值思想提出了不同阶数、不同码率的多元LDPC码构造方法。数值仿真结果表明,与基于PEG算法构造的二元LDPC码比较,所构造的多元LDPC码在BPSK调制方式下在误码字率10–5附近有0.9 dB的增益;在与高阶调制相结合时,有更大的性能提升。此外,所构造的多元LDPC码在迭代5次与50次下的性能几乎一致,这为低时延高可靠通信提供了一种有效的候选编码方案。

一种强鲁棒性的载波参数估计解耦合技术

在高速移动通信系统中,收发双方往往面临较大多普勒频移和有限导频开销两个问题,从而会严重影响传统载波同步模式(Traditional Carrier Synchronization Pattern,TCSP)的整体性能.为此,本文提出了一种强鲁棒性的载波参数估计解耦合技术(Carrier Parameter Rstimation Decoupling Technique,CPEDT),并应用到传统载波同步模式(CPEDT-TCSP)中.首先在接收端任取一段导频信号进行解调操作,然后对解调信号进行有效延迟长度为α的相关运算,一方面利用该相关运算的结果作频偏估计,另一方面利用取α为导频长度一半的相关运算结果的共轭形式与解调信号一同作最大似然相偏估计.理论分析和仿真结果均表明,考虑修正的数据帧结构,提出的CPEDT-TCSP可以实现传统载波同步模式中频偏估计和相偏估计的解耦合,同时还能够显著降低最大似然相偏估计的复乘运算量.

一种类Raptor多速率QC-LDPC码的代数构造方法

变速率低密度校验码是一类可支持不同码率的码,在实际通信中具有非常重要的应用。常见的变速率低密度校验码主要有两种:码长固定的多速率低密度校验码以及信息位长度固定的速率兼容低密度校验码。结合代数和叠加构造方法,通过渐进改变移位尺寸,提出了一种类Raptor多速率准循环低密度校验码的构造方法。基于该方法,随着码率减小,所构造的低密度校验码的基矩阵/循环移位矩阵的大小增大,移位尺寸变小。为了获得固定码长和匹配不同信息位长度,还引入了信息位缩短和校验位打孔操作。所构造的码同时具有准循环结构和类Raptor结构,易于硬件实现编译码器和校验矩阵可直接编码,而且循环移位矩阵具有明显的代数结构,存储复杂度极低。数值仿真结果表明,与一些标准低密度校验码相比,所构造的码具有较好的整体性能。这为未来地面网络与近地卫星等通信系统的编码融合研究提供了一种候选方案。

基于可分解设计的LDPC码掩模和叠加矩阵设计

文中提出一种设计LDPC码的掩模矩阵和叠加矩阵的新方法。该方法使用可分解设计的关联矩阵构造掩模矩阵和叠加矩阵,并结合结构化矩阵得到更稀疏的准循环校验矩阵。数值仿真结果表明,与CCSDS标准中的LDPC码相比,所构造的LDPC码的译码性能均有所提升,并且译码收敛很快。

网络连通度约束下低开销的拓扑控制

为实现网络开销与网络连通度的权衡设计,分别基于链路添加和链路删除提出2个启发式的拓扑构建算法.通过采用网络图的代数连通度,并定义无线链路的连通度开销比这一新的拓扑度量,计算每条链路在拓扑优化中的权值.所提的启发式算法可根据该链路权值进行无线链路的添加或删除.设计了若干网络开销函数,以满足不同的网络场景.仿真结果表明,所提的启发式算法能够生成低开销的网络拓扑,同时满足给定的连通度约束.

稀疏移动网络中时延软约束的低能耗路由算法

针对稀疏移动网络中能量高效的数据传输问题,提出一种满足时延软约束的路由算法.将多个时隙的静态网络拓扑建模为虚拟的空时图模型.该空时图模型既包含网络拓扑在每一时隙的连通信息,也包含由移动性引起的链路变化信息.重新定义端到端的路由问题为寻找一条低能耗空时路径,并满足时延软约束.根据重新定义的路由问题,提出一种满足时延软约束的低能耗路由算法.仿真结果表明,该算法可以实现能量消耗与传输时延的权衡.