近香农容量限的低复杂度Polar-LDGM码构造方案

针对Polar码性能收敛速度慢和低密度生成矩阵(LDGM)码存在高错误平层的问题,在保持这两种码的低编码复杂度和低译码复杂度不变的前提下,提出了一种将Polar码作为外码,LDGM码作为内码的串行级联Polar-LDGM编译码设计方案,使之可以接近二进制输入加性高斯白噪声(BI-AWGN)信道香农容量。通过对Polar-LDGM编译码系统模型的仿真,得到了近优的内外码编码速率组合与近优的内码码重。仿真结果表明,上述方案在保证低复杂度的前提下,可以获得良好的比特错误率(BER)性能,并可以有效地降低LDGM码错误平层。

AWGN信道中一维调制与二维调制的信道容量

卫星通信和深空通信信道都可近似为加性高斯自噪声信道,所以研究这种信道中常用调制方式下的信道容量有重要意义.从香农信息论出发,推导出了一维调制和二维调制下的信道容量.在此基础上,阐明了在不同信噪比条件下应采用的调制方式,以及编码调制能够在不牺牲频谱利用率的前提下,得到编码增益的本质.讨论了无带宽约束下AM调制和PSK调制的香农限和在高信噪比条件下PSK的近似容量.

高码率多进制LDPC码在AWGN信道中的性能分析

为了解决多进制LDPC码原有译码算法复杂度较高,不利于硬件实现的问题,研究了多进制LDPC码的2种简化译码算法：基于快速傅里叶变换的信度传播译码算法（FFT-BP）和基于对数运算的Log-BP译码算法.同时分析了基于这2种译码算法的高码率（1/2～1）多进制LDPC码在AWGN信道中的性能优势.仿真结果表明：当多进制LDPC码采用这2种不同的译码算法时,随着码率的下降,编码增益和性能曲线与香农限的距离都会随之而增大,即多进制LDPC码适合于高码率情况下的应用.并在牺牲一定的信噪比时,Log-BP算法能够使多进制LDPC码的硬件复杂度得到较大的改善.

GF(q)域上非规则LDPC码EXIT图分析方法研究

GF(q)域上非规则LDPC码是二进制非规则LDPC码在有限域GF(q=2p)上的扩展,在码长和码率相等的情况下,具有比二进制非规则LDPC码更优异的性能。如何分析GF(q)域上非规则LD-PC码的迭代译码性能是其能否有效应用的关键。基于迭代译码结构,本文研究了AWGN信道下GF(q)域上非规则LDPC码的EXIT图分析方法,推导了其计算表达式;提出了利用EXIT图变量节点与校验节点联合优化准则。仿真结果表明,相对密度进化方法,该方法计算出的收敛门限值的精度稍有下降,却极大地降低了计算复杂度;在相同通信条件下,通过联合优化准则设计的GF(q)域上的非规则LDPC性能优于二进制非规则LDPC码;得到的收敛门限对应的信噪比非常接近香农限,进一步验证了EXIT图分析工具的优越性。

一族适用于空间通信的原型图LDPC码

针对已有AR4JA码译码复杂度较高的问题,结合空间通信的特点,构造了一族新的基于原型图的码率兼容LDPC码。这族码的译码门限距信道容量都在0.5 dB内,而且最小码距随码长线性增长,从而有利于降低误码平台。此外,由于具有相同的原型图结构,可以用同一个译码器完成不同码率码的译码。本文从理论和计算机仿真两方面说明,所提出的原型图LDPC码与NASA JPL向CCSDS递交的AR4JA原型图LDPC码相比,性能相近,而译码计算复杂度更低。

面向光传输网的Polar-LDGM码方案

针对光传输网(OTN)对纠错码低实现复杂度、逼近香农限性能和无错误平层的要求,提出了一种基于Polar码和低密度生成矩阵(LDGM)码的低复杂度高速级联码方案.首先针对级联模型阐述了Polar-LDGM码的编码设计方案,并分析了编码复杂度.然后基于两种码的结构特点,给出了基于置信传播(BP)算法的级联解码算法.通过合理利用高斯逼近(GA)法推导解码算法中传递消息的均值,能够准确地预测出Polar-LDGM码的理论错误概率.仿真结果表明,Polar-LDGM码满足在OTN中应用的要求.

Turbo码的设计及性能分析

本文在分析Turbo码编解码机制、探求它性能优越原因的基础上,进一步研究了Turbo码的构成编码器设计,交织深度、交织表的选择,以及解码算法对其性能进一步提高的影响;比较了其与之前流行的RS码和运用维特比译码的卷积码的性能。此外,本文还指出了Turbo码这种新思路给未来研究工作带来的启发。

LDPC编译码技术研究

LDPC码,即低密度奇偶校验码,本质上是一种线性分组码,其译码性能比Turbo码更接近香农限。文中首先介绍了LDPC码的定义及描述;其次对LDPC码快速编码方法进行分析,对可线性编码的LDPC码构造进行探讨;然后对LDPC的译码技术进行研究;最后对LDPC码的应用前景进行讨论。