多元LDPC码串行译码算法在光纤通信中的应用

将串行BP译码算法用在多元LDPC码中,降低了在光纤传输系统中的译码延时。详细介绍了在多元LDPC码中的串行BP译码算法和光纤通信系统的仿真模型。给出了在采用串行BP算法的LDPC译码器中,译码最大迭代数量对译码性能的影响,比较了采用传统的BP算法和串行BP算法时LDPC译码器的性能。结果表明,采用串行BP算法确实能够提升LDPC译码器的收敛速度。

一种基于串行消除列表的多比特翻转译码算法

极化码拥有很好的编译码性能,已成为5G控制信道的标准编码方案,但中短码时,其性能不够优异。为此,提出一种基于串行消除列表的多比特翻转译码算法。首先,用串行抵消译码算法进行译码,选出对数似然比绝对值较小即可靠性较小的信息位索引集合;然后,对索引集合中对应的信息位进行多比特翻转;最后,对所有信息进行串行抵消列表译码,得到信息源序列的估计值。仿真结果表明,在高斯信道下,码长为512,码率为0.5时,提出算法的误块率为10^(-3)时,性能优于其他同类算法。

极化码串行抵消译码算法的改进设计

极化码是首次以构造性方法逼近信道容量的码。尽管编码和译码都具有较低的复杂度，但在中短码长时，性能并不理想，对此提出了一种采用CRC作为内码并与极化码级联的方案，与现有方案不同的是在译码时仅对内码位之间的位采用列表译，从而获得较低的译码复杂度。从仿真结果看，该算法在BEC信道下显著提高极化码的性能，并接近最大似然译码的性能，在AWGN信道下可获得0．5db的性能改善。

极化码串行抵消译码算法的改进设计

极化码是基于信道极化(Channel Polarization)现象,首次以构造性的方法逼近信道容量的码。尽管极化码的编码和译码都具有较低的复杂度,但在中短码长时,极化码的性能并不理想,甚至不如LDPC和Turbo码。针对这一问题,提出了一种采用CRC作为内码,并与极化码级联的方案。与现有方案不同的是算法在译码时仅对内码位之间的位采用列表译,从而获得较低的译码复杂度。从仿真结果看,算法在BEC信道下可以显著地提高极化码的性能,并接近最大似然译码的性能;在AWGN信道下可以获得0.5dB的性能改善。

极化码改进串行抵消比特翻转译码算法

极化码(Polar Codes)串行抵消(Successive Cancellation,SC)译码算法存在错误传播特性。为了抑制译码过程中的错误传播,提出了一种改进的串行抵消比特翻转译码算法。该算法分段构造极化码的信息序列,使得译码纠错更加及时,从而有效抑制错误传播。此外,通过分段校验新算法实现了多比特翻转,提高了翻转效率,进而改善了译码性能。仿真结果表明:当误帧率为10^(-4)时,相同码长和有效码率情况下,较SC译码算法、串行抵消列表(Successive Cancellation List,SCL)译码算法(L=2)和串行抵消翻转(Sccessive Cancellation Flip,SCFlip)译码算法,提出的基于极化特性构造的新算法分别有约0.74 dB、0.33 dB和0.28 dB的性能增益。

LDPC码串行译码收敛性分析

介绍了低密度校验码(LDPC码)的Tanner图表示和洪水译码算法后,引入基于校验节点的串行译码算法及半串行译码算法,通过密度进化和树的深度两方面来讨论串行译码的消息收敛特性,证明其消息收敛速度比洪水译码算法约快2倍,并且降低了译码复杂度。分别应用洪水译码算法和串行译码算法在AWGN信道下进行计算机仿真。理论分析与仿真结果均表明,串行译码算法明显改善了译码性能。

LDPC码的快速收敛译码算法

给出了一种置信传播算法双向信息传递策略的实现方案,并基于矩阵分解提出了一种LDPC码的快速收敛译码算法———串行级联译码算法.密度进化理论分析和计算机仿真结果表明,与置信传播算法相比,串行级联译码算法可获得更快的收敛速度和较好的译码性能.

低密度奇偶校验码快速收敛译码算法研究

介绍低密度奇偶校验码(LDPC码)的构造方法和置信传播译码算法,引入基于校验节点的一种快速收敛译码算法——串行译码算法。从树的深度方面分析串行译码算法的消息收敛特性,证明该算法与置信传播译码算法相比具有较好的收敛特性,且降低了译码复杂度。在加性高斯白噪声(AWGN)环境下,采用BPSK调制方式分别对串行译码算法和置信传播算法进行了计算机仿真。结果表明,串行译码算法的译码性能具有明显的改善。该算法使硬件实现变得更容易,资源占有量会降低,这就为LDPC码的工程实现提供了一种可行的方案。

一种适用于MLC闪存的缩短极化码算法研究

多级单元(Multi-level Cell,MLC)闪存经过大量编程/擦除(Program/Erase,P/E)循环操作之后,MLC单元中隧道氧化层被破坏使得存储在浮栅中电荷容易泄漏,进而导致存储的数据不可靠。在深入研究极化码(Polar code)编译码原理、MLC闪存模型和P/E循环引发噪声的基础上,提出一种适用于MLC闪存系统的缩短Polar码。仿真结果表明,在MLC闪存信道条件下,该方法既可保证MLC闪存单元的可靠性,同时又可保持较低的译码复杂度,从而实现了译码复杂度和性能间的良好折衷。

信道极化与Polar码构造

极化码是一种基于信道极化现象的容量可达的新型编码技术。该文从信道极化原理入手,介绍信道极化现象及极化信道模型,详细阐述了线性陪集的极化码构造方法,给出了串行抵消译码算法的具体实现流程和仿真结果。

极化码的参数捷变技术及性能仿真

极化码是首个能够从理论上证明接近信道容量的纠错码,于2016年11月和低密度奇偶校验码一并作为第5代移动通信的标准。针对极化码特有的蝶形结构采用Trellis对其进行了重新描述,详细分析了串行抵消列表译码算法。同时,基于密度进化理论给出了极化码的码参数捷变技术,能够在不改变编译码器硬件结构与程序的情况下实时、快速地改变编译码参数。仿真结果表明,在编码参数近似相同的情况下极化码的性能要优于低密度奇偶校验码。

一种基于分段CRC码级联Hash极化码的设计

极化码作为一种线性分组码,具有较低的编码复杂度和确定的构造,但当其为中短码长时,性能会有所降低。提出一种基于分段循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)码级联Hash极化码的设计方法,该方法在原有Hash极化码(Hash-Polar)的基础上,采用CRC分段校验进行双校验,分段CRC码在译码过程中能辅助路径度量,即对译码路径进行修饰,以此提高路径选择的可靠性,提高性能;另外,分段校验是将校验码分散地添加到输入的信息序列中,译码时对于CRC不通过的情况,可提前终止译码路径以省去不必要的译码计算量。最后,译码结束时,Hash校验码对修饰后的L条路径进行校验,选出最佳译码路径。仿真结果表明,所提出的设计方法比CRC辅助的Hash极化码(Hash-CRC-Polar)误码性能更优异。在高斯信道下,当码长为128bit、码率为1/2、误码率为10时,所提出的基于分段CRC校验码的Hash极化码比Hash-CRC-Polar获得了约0.25 dB的增益。

自由空间光通信下的LSTM-SCFlips译码方法研究

针对自由空间光通信下大气湍流引起极化码译码中错误比特难以定位的问题,提出一种自由空间光通信下的LSTM-SCFlips译码方法。首先将极化码串行抵消(SC)译码的对数似然比(LLR)信息序列进行one-hot预编码处理,在不同训练步长下,分析与学习极化码对数似然比信息序列的特征,综合考虑神经预测模型的均方根误差和计算复杂度,选取合适的训练步长,在提升预测结果精确度的基础上,进一步消除预测结果过拟合的现象。通过长短时记忆(LSTM)神经网络模型定位SC译码的第一个错误位时,按错误概率大小排序,依次进行SC译码算法的单比特或多比特翻转。仿真结果表明,在不同的大气弱湍流强度下,自由空间光通信下的LSTM-SCFlips译码方法在以牺牲少量计算资源为前提的情况下能更好地识别最优翻转位,降低计算复杂度,同时获得更好的误码率性能。当误码率为10-4时,LSTM-SCFlips译码方法最优翻转位的正确识别率被提高7个百分点,且产生了0.3 dB~1.2 dB的编码增益。