对基于EXIT图的LDPC码优化算法的改进

就Brink方法不能自动搜索的不足,文中提出了一种基于EXIT曲线匹配的改进优化算法:DE-EXIT算法.该算法构造了衡量EXIT曲线匹配程度的代价函数,利用差分进化技术由初始的矢量集开始,迭代更新集合中的每一个矢量,直至监督矢量发现最优的代价函数值.算法在给定码率的情况下,可以进行优化次数分布对的自动搜索,同时获得相应的码集噪声门限.仿真结果表明,提出的优化算法在码结构优化方面有着很好的性能,并且可以用于不同情况下的结构优化.

面向物理层信息安全的QC-LDPC跳码设计

低密度奇偶校验(Low density parity check,LDPC)跳码可以在物理层基于跳变的校验矩阵进行差错控制编译码。准循环低密度奇偶校验码(Quasi-cyclic low density parity check code,QC-LDPC)因其良好的纠错性能和易于工程实现的优点而得到广泛应用。本文提出了一种简单且易于工程实现的QC-LDPC跳码设计方法。首先采用有限域的两类子群设计跳变的基矩阵,再通过基模图码的外信息转移算法对基矩阵散列的校验矩阵进行掩模,使跳变矩阵具有统一架构和快速编码结构。仿真和分析表明,设计的QC-LDPC跳码具有超大的跳变码集和良好的纠错性能,码集中LDPC码数目可达1034个,随着码长增加,码集中的LDPC码数目呈指数倍增加,其平均性能可与诸多协议中的LDPC码相当,可用于提升通信系统的可靠性和安全性。

面向信息加密的有限域LDPC码设计

为了提升通信系统可靠性,并增加系统安全性,利用非系统码对信息进行编码加密,设计了一种基于有限域低密度奇偶校验码的信息加密方式。先通过有限域设计低密度的奇偶校验矩阵,使得其Tanner图的围长最小为6,再通过基模图码的外信息转移算法对校验矩阵进行掩模,使校验矩阵更加稀疏,且删除信息位后译码仍然收敛。仿真和分析表明,所设计的低密度奇偶校验码具有良好纠错性能且可对信息进行加密,可用于提升通信的安全性和可靠性。

TB-SC PLDPC编码的DCO-OFDM系统中新型比特交织方案设计

基于TB-SC PLDPC编码的DCO-OFDM系统,首先根据子载波的不等保护特性,提出了一种新型的载波匹配映射方案,以改善系统的性能;其次,基于改进的PEXIT算法,分析了TB-SC PLDPC码在3种不同交织方案下的译码门限值;通过理论分析可知,在16-QAM和64-QAM调制下,提出的新型载波匹配映射方案能使TB-SC PLDPC码分别在15.52 dB和19.24 dB处收敛;而采用变量点匹配映射和连续映射方案则需要更大的信噪比.仿真结果表明,提出的新型载波匹配映射方案的性能更优于变量点匹配映射和连续映射方案.

高效的联合卷积DQPSK编码调制方法

在数字通信中,90°或者180°的相位模糊是影响正交相位偏移键控(quadrature phase shift keying,QPSK)相干接收机性能的重要因素。差分正交相位偏移键控(differential QPSK,DQPSK)可以克服相位模糊,但是会导致约2.3dB的性能损失。为了消除DQPSK的性能损失,提出一种低复杂度的基于迭代译码的联合卷积DQPSK编码调制方法,并且基于外信息转移图,提出了一种在DQPSK调制下优化卷积码生成多项式的算法。仿真结果表明,所提差分编码方案不仅可以克服相位模糊,而且通过迭代译码完全补偿了差分编码所导致的差分代价损失,甚至获得了3.5dB的性能增益。优化后的卷积码与IEEE 802.11n协议中给定的卷积码相比,获得了大约0.3dB的信噪比增益,和第3代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)长期演进(long term evolution,LTE)协议中的Turbo码相比,有大约1.1dB的性能增益。

累积码EXIT曲线的高效数值求法

累积码作为非规则RA码的分量码之一,除了在纠删信道上具有显式的EXIT函数之外,在一般信道上其EXIT曲线均由仿真获得。由仿真获得累积码EXIT曲线不但增加了非规则RA码的设计复杂度,而且使得整个设计过程无法实时完成。首先证明对于累积码而言,串行和积算法与BCJR算法是等价的;在此基础上,证明了累积码在串行和积译码时,与译码中间变量相关的互信息具有平稳特性;利用该平稳特性,推导了累积码EXIT函数的隐式表达式,从而给出一种求解累积码EXIT曲线的高效数值算法。采用该方法获得的EXIT曲线与仿真结果一致,能够显著降低非规则RA码的设计复杂度,并使非规则RA码的设计实时化。