短长度非规则重复累积码的构造

为了构造高性能的短长度非规则重复累积(IRA)码,分析了影响其性能的主要因素,在此基础上,对循序边增长(PEG)算法进行了改进。改进算法对度为2的变量节点施加了更多的保护,同时还减小了低码重码字出现的概率。仿真结果表明,用改进的PEG算法构造出的短长度IRA码,不但具有很低的错误平底,而且没有损失低信噪比区域的误码率性能。

非规则RA码无码率特性分析

介绍了非规则重复累积(repeat-accumulate,RA)码的构成原理,引入了编码线图进行RA码的图模型表示。详细分析了编码中的两种交织策略,并证明了其等价性。通过分析非规则RA码的奇偶校验位的生成过程,证明了非规则RA码的无码率特性。给出了不同码率情况下的系统非规则RA码在二元删除信道性能曲线。通过与LT码的比较,表明非规则RA码是逼近容量限的错误平层性能较低的无码率码。对系统非规则RA码的错误平层进行分析,并给出了降低错误平层的编码修正方法。

高围长结构化LDPC码的构造方法

提出了一种高围长结构化低密度校验码的构造方法。首先介绍了以准循环技术为基础的高围长结构化规则LDPC码的构造方法,并在此基础上构造了重复累加结构的准规则LDPC码和非规则LDPC码。仿真结果表明,用这种方法构造的规则码和非规则码都具有优良的性能,特别是非规则码的性能优于DVB-S2的非规则码。并且采用该构造方法可以构造各种码长和码率的LDPC码,适应不同领域的应用。

可快速编码的非规则LDPC码度分布优化

可快速编码的LDPC码校验矩阵的结构特殊,所以在其度分布优化时无法使用一般的优化方法。针对两种可快速编码的非规则LDPC码,提出了带有特定约束的差分进化度分布优化方法。首先分析了扩展非规则重复累积码构造法和循环置换矩阵构造法两种可快速编码LDPC码的构造方法,提出了两种LDPC码度分布序列设计的特定约束,然后阐述了非规则LDPC码的密度进化原理,分析了AWGN信道下密度进化的高斯近似,接着结合差分进化方法,将度分布的特定约束转化为度分布序列各分量的相关性描述以便利用差分进化实现度分布优化,最后给出了优化的度分布序列。仿真结果表明,优化的度分布序列优于先前文献的优化结果。

结构化LDPC码的高速编译码器FPGA实现

提出一种高吞吐量、低复杂度、可扩展的非正则低密度校验(Low density parity check,LDPC)码准并行编码结构及译码结构及其实现方案,该编码结构和译码结构针对不同码长的非正则结构化LDPC码可进行相应扩展。通过对编译码算法、优化编译码结构进行调整,降低了编译码器硬件实现中的关键路径迟延,并采用Xilinx公司的Virtex-4 VLX80 FPGA芯片实现了一个码长10 240,码率1/2的非正则结构化LDPC码编码器和译码器。实现结果表明:该编码器信息吞吐量为1.878 Gb/s,该译码器在采用18次迭代情况下信息吞吐量可达223 Mb/s。

Fountain码编译码算法结构的改进

在LT码的基础上对Raptor码进行了分析。根据IRA码的结构及其线性时间的编译码特性,提出了Raptor码和IRA码相结合的改进Fountain码结构。研究结果表明,该结构既保持了线性的编译码特性又能有效增强信元的恢复能力。利用其它编码技术与Raptor码相结合是今后进一步的研究方向。

规则RA码在混合信道上的高斯估计

将高斯估计方法运用到规则重复累积(RA)码在具有加性白色高斯噪声和删除干扰的混合信道上的性能分析中,导出了RA码在该信道上概率密度进化的递归等式和误码率的解析表达式。仿真结果验证了解析结果的正确性,因此解析结果可以直接用来预测RA码在混合信道上的性能。

一种码长变化灵活的重复累加码构造方法

在一类非规则重复累加码优越的次数分布对基础上,利用准循环码原理设计了基校验矩阵,并进行了去四环优化,利用算法构建优化的低密度奇偶校验码,码长变化灵活,性能比优化前有明显提高,十分接近IEEE 802.16e标准规定的LDPC码性能,非常适合电视信号的传输。

IRA码简化译码算法的研究

不规则重复累计码BP译码算法具有接近Shannon限优越性能,但具有较高的复杂度。为了降低复杂度,提出了IRA码最小和算法和曲线折线化算法。最小和算法具有简单、容易实现的特点,但使译码性能较大幅度地降低。曲线折线化算法使循环译码算法在复杂度和性能之间取得了较好的折衷。仿真结果表明,曲线折线化算法在复杂度大幅度降低的情况下性能接近BP算法。

光传输系统中一种新颖的eIRA-QC-LDPC码构造方法

针对光传输系统的特点与要求,基于有限域提出了一种新颖的扩展非规则重复累积准循环低密度奇偶校验码(eIRA-QC-LDPC)构造方法,该构造方法可根据实际需要灵活地调整码长码率,利用此方法构造了一种码率为0.937的novel-eIRA-QC-LDPC(4 599,4 307)码。仿真结果表明:在误码率(BER)为10-7且码率均为0.937的情况下,该novel-eIRA-QC-LDPC(4 599,4 307)码比ITU-T G.975中RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中LDPC(32 640,30 592)码的净编码增益(NCG)分别改善了约2.13和1.33dB,比用SCG构造方法构造的SCG-eIRA-LDPC(3 717,3 481)码和基于阵列码构造方法构造的Array-eIRA-QC-LDPC(4 560,4 275)码的净编码增益分别提高了约0.24和0.41dB,距离香农限约1.07dB。因而该构造方法所构造的eIRA-QCLDPC码具有更好的纠错性能,更适合高速长距离的光传输系统。

IRA码在远程光纤通信系统中的应用

前向纠错码 (FEC)是光纤通信系统提高系统容量的一项关键技术。在远程光纤信道中 ,放大器自发辐射 (ASE)噪声是主要噪声源。FEC在光纤通信系统应用时 ,通常用高斯分布估计ASE噪声。本文提出用x平方律分布模型代替高斯信道模型 ,并将高性能的不规则重复累积 (IRA)码应用于远程光纤通信系统。仿真结果表明 :IRA码的性能优于RS码、Turbo码等 ,而且x平方律信道的性能优于高斯信道。

比特交织IRA码编码调制

提出了不规则重复累积(IRA)码实现比特交织编码调制(BIRACM)的设计方案,并在AWGN和Rayleigh平衰落信道下进行了仿真。仿真结果表明BIRACM的性能优于传统的网格编码调制和比特交织编码调制。

IRA码在混合信道上的高斯估计

将高斯估计方法运用到IRA码在具有加性白色高斯噪声和删除干扰的混合信道上的性能分析中,导出了IRA码在该信道上概率密度进化的递归等式和误码率的解析表达式.根据所得的解析结果,对IRA码在混合信道上的渐进性能进行了预测并提出了IRA码的优化设计方法.

基于ACE约束的S-IRA编译码器设计

考虑到结构化非规则重复累积码具有准循环的结构便于硬件实现,采用了结构化非规则重复累积码进行编码器设计。准循环矩阵的构造采用了基于ACE约束的PEG填充构造方法。结合所用码型的特点,设计出了简单有效的编码流程图。译码方面,采用了分层修正最小和译码算法,并设计出了译码器结构。

基于差分进化的IRA码度分布优化

针对一般LDPC码优化方法无法有效实现IRA码度分布优化的问题,提出了特定约束下IRA码度分布的优化方法。结合密度进化的高斯近似算法优化IRA码度分布序列,提取了IRA码检验矩阵构造的特定约束以改进差分进化算法。仿真结果表明,所设计的度分布序列的噪声门限高且搜索时间比改进前减少30%。

基于循环中国剩余定理和改进PEG算法的IRA码

为了避免交织器产生的时延,通过改进的渐进边增长(PEG)算法和循环中国剩余定理构造了一种不规则重复累积(IRA)码。与常规的IRA码相比,提出的码字具有半随机半结构化形式,不需要设计交织器,且码长选择更加灵活。仿真结果显示,在码率为1/2的条件下,当误码率为10-6时,构造的IRA(1 000,500)码与PEG-IRA(1 000,500)码和基于剩余类数对的IRA(1 000,500)码相比,在对应的相同条件下分别取得了0.2 d B和0.1 d B左右的净编码增益提升;且在码率为3/4时,所构造的IRA(16 200,11 880)码比相同码长和码率的DVB-S2标准LDPC码净编码增益提高了约0.1 d B左右。

IRA码最小和译码算法的改进算法

研究了重复累积(IRA)码的简化译码算法。IRA码的BP译码算法具有较高的复杂度,为了降低复杂度,首先提出将最小和算法应用于IRA码。然而,最小和算法使译码性能降低约1.2 dB。为了在复杂度和译码复杂度之间取得较好的折衷,提出了对IRA码的最小和算法的改进算法:归一化算法和偏移算法。仿真结果表明,IRA码归一化算法和偏移算法在复杂度略有增加的情况下,性能得到明显改善。

误码条件下的IRA码盲识别算法

针对误码条件下非规则重复累积码校验矩阵难以逆向重建以及大规模复杂交织难以恢复的问题,提出了一种基于对偶空间的校验矩阵与交织映射关系识别算法.通过秩准则法识别码长和同步起始点,利用矩阵变换的方法来获取对偶向量,由设定的决策门限从对偶向量中筛选出有效校验向量,并根据非规则重复累积码校验矩阵的稀疏特性,由有效校验向量稀疏化重建出校验矩阵.最后根据非规则重复累积码的编码结构特点识别出交织映射关系.仿真结果表明,该识别算法具有较低的计算复杂度,能够在误码条件下盲估计出编码参数,实现非协作场合的非规则重复累积码盲识别.

协作通信下联合IRA码和网络编码的译码算法

针对协作中继网络中目的端接收来自不同源节点发送的多个信息副本的合并方式,提出了联合非规则重复累积码与网络编码的改进译码算法.首先对各链路的调制信息进行软解调处理,并根据中继处网络编码的异或信息和直达链路中原信息的函数对应关系,提取出协作节点发送到目的端的信息副本;然后更新非规则重复累积码在译码过程中直达链路与协作链路下的两个信息副本的软解调信息,构造出新的译码判决方法,进而推导了16QAM软解调对数似然比值的简化方法;最后分析了系统的中断概率及频谱效率.仿真结果表明,该译码算法在QPSK、16QAM两种调制方式下均能获得较低的误比特率,且采用对数似然比值的简化方法,能在0.3 d B性能损失代价下降低系统的译码难度.

DVB-S2标准LDPC码编码算法研究

随着VLSI的高速发展,低密度奇偶校验码(LDPC)作为一种高效且易于实现的差错控制方法被DVB组织接纳为下一代数字视频广播标准(DVB S2)的信道编码方案。研究了用于DVB S2标准LDPC码的非规则重复累加(IRA)编码算法,重点探讨了该码的生成矩阵特点以及编码的一般步骤,用C语言编写了实现该算法的软件,并进行了性能仿真。仿真结果表明该LDPC码在AWGN信道中极低信噪比情况下仍具有较好的纠错性能。