基于EXIT图的正则LDPC码性能分析研究

EXIT(EXtrinsic Information Transfer)图分析方法可以看作密度进化技术的一种简化,具有实现简单的优点,并且在不同的信道、调制方案以及检测器中都可以使用。在详细阐述了EXIT图分析方法的基础上,给出了基于EXIT图的正则LDPC码的门限判决算法,进一步通过计算机仿真分别给出了变量节点译码器和校验节点译码器的EXIT曲线,以及不同的信道信噪比下(3,6)正则LDPC码EXIT图的变化规律,直观地对迭代译码过程中的互信息变化进行了描述分析。

基于EXIT图的Turbo均衡LDPC码性能分析及优化研究

EXIT图是用来分析级联系统中外信息迭代交换的重要工具,本文将Brink的基于EXIT图的优化MIMO信道LDPC码的思想推广到用于Turbo均衡的LDPC码性能分析及码结构设计优化中。文章首先给出了基于互信息的接收机具体分析模型,接着分别讨论了接收机分析模型中两个单元的EXIT曲线:线性MMSE均衡器和VND(variable node decoder)的联合EXIT曲线,CND(check node variable)的EXIT曲线的详细计算步骤。进一步以获得的EXIT曲线为基础,提出了用于Tur- bo均衡的LDPC码的码结构优化算法,EQVAC-EXIT(EQVAC:equalizer VND and CND)算法,算法能够自动地进行码集噪声门限值计算及优化次数分布对的搜索。最后的数值仿真结果表明,(3,6)正则码及优化得到的非正则码的噪声门限值距离Narayanan的结果仅相差0．03dB左右,优化得到的边的次数分布及节点的次数分布与Narayanan的结果相比也很接近。

基于EXIT图和自适应微粒群算法的度分布对优化方法

综合EXIT图法和自适应微粒群优化(APSO)算法的优点,该文提出了一种基于EXIT图和APSO算法的非正则LDPC码度分布对优化方法。该方法设计了衡量EXIT曲线匹配程度的全局代价函数,并运用APSO算法对度分布对进行快速迭代优化,迭代过程中不需要固定CND曲线,可以获得EXIT曲线更加匹配的优化度分布对,以及更高的噪声门限。仿真结果表明,该方法在码结构优化方面有着很好的性能,且优化速度较高斯逼近法有了较大提高。

基于EXIT图的TET-LDPC码优化分析

两边类型低密度奇偶校验码(two-edge type low density parity check,TET-LDPC码)是一种高效的信道纠错码,其性能受到删余变量节点度(punctured variable node degree,PVN度)的影响.为了分析PVN度对TET-LDPC码纠错性能的影响,基于外信息转移图(extrinsic information transfer,EXIT图)估算了TET-LDPC码在不同PVN度情况下的门限值,利用门限值的好坏来分析纠错性能的优劣,进而通过选取门限值好的PVN度优化TET-LDPC码.仿真结果显示,经过EXIT图优化的TET-LDPC码具有更好的纠错性能.利用EXIT图优化分析TET-LDPC码的方法,比现有的仿真试值法更加简捷、直观.

基于EXIT图的LDPC-IDMA系统性能分析

交织多址接入(interleave-division multiple-aceess system,IDMA)技术是第四代移动通信的关键技术之一,为了使该系统更加接近多址接入的信道容量限,设计了一种基于LDPC码编码的交织多址接入(IDMA)系统。利用基于互信息的EXIT图工具,从信息论的角度对LDPC码应用于交织分多址系统的性能进行预测和分析。分析结果表明,LDPC码非常适合于IDMA系统,相比无编码系统而言,在AWGN信道下多用户的系统性能得到了明显的改善,同时也验证了EXIT图分析迭代系统性能的有效性。

利用EXIT图分析信源码率对双LDPC码系统的影响

双LDPC(DLDPC)码系统是一种高性能的信源信道联合编码系统,但是其性能在很大程度上受到信源码率的影响。为了从理论上分析信源码率对DLDPC码系统的影响,推导了外信息转移(EXIT)函数,并利用EXIT图分析了信源码率对DLDPC码系统的影响,理论分析结果与实际仿真结果一致。进而利用EXIT图估算出DLDPC码系统在不同信源熵情况下的信源码率门限值,该门限值可以用来指导实际系统中信源码率的选取。所提出的分析方法比传统的蒙特卡罗仿真法更加简捷、直观。

基于EXIT图的IDMA系统性能分析

交织分多址接入(IDMA)技术是第四代移动通信的关键技术之一。IDMA系统采用一个简单的逐码片的迭代多用户检测接收结构,利用交织器来区分用户。用外信息传输(EXIT)图分析IDMA系统在不同的系统参数下的性能,如用户数、扩频长度、信道的信噪比。仿真结果证明,EXIT图技术能准确地分析IDMA系统的性能。

基于EXIT图的串行级联连续相位调制的外码设计

串行级联连续相位调制(SCCPM)系统可以大大地提高系统的功率利用率,这使得它在无线通信领域中得到广泛应用。给出了基于外信息传输(EXIT)图的SCCPM系统的收敛性能分析及外码设计,在CPM参数给定的情况下,通过EX IT图可以找出与该调制最匹配的外码。仿真结果表明:对于同一种调制不同外码的SCCPM系统,收敛的门限不同;收敛的门限越低,性能越好。

两种级联空时格码方案的EXIT分析

级联空时格码方案可以有效地提高空时格码系统的性能。研究了两种级联空时格码方案:PC-STTC和ST-Turbo-TC。由于两种级联方案都使用了迭代译码方法,而外信息转移(EXIT)图是分析迭代译码性能的有利工具,主要分析比较了PC-STTC和ST-Turbo-TC的EXIT性能,比较了不同信噪比和编码多项式对于译码外信息转移特性的影响。研究结果显示,PC-STTC方案比ST-Turbo-TC方案有着更好的迭代收敛性能,同时给出了BER仿真图证明了EXIT图的分析结论。

具有不等错误保护特性的LDPC编码调制方案

针对LDPC(low-densityparity-check)编码调制系统,提出了一种新的具有不等错误保护特性的调制方案,在一个码字内,利用不同的调制方式对于重要的比特给予较强的保护,对于次要的比特给予较弱的保护,该方案既适用于非规则LDPC码,也适用于规则LDPC码。计算机仿真结果表明,新方案的性能是传统16QAM及4QAM的折衷,当采用1/2码率时,其频带利用率与8PSK相同,但是误码率性能优于8PSK。新方案的性能优于现有文献中基于比特可靠性的调制映射方案,并采用EXIT(extrinsicinformationtransfer)图对新方案的优异性能给出了解释。

LDPC码设计方法研究进展

要获得好的LDPC码,码的结构设计最为关键。文章首先介绍了影响码性能因素的几个重要的参数,码结构设计的出发点是影响码性能的因素;接着从目前主要的两种结构设计研究方向出发,就基于随机方法的码的构造,基于代数方法的准循环LDPC码的构造设计这两个方面的研究进行了综述。

一种AWGN信道下非规则LDPC码的优化方法

提出了一种加性高斯噪声(AWGN)信道下非规则低密度奇偶校验(LDPC)码的优化方法。利用LDPC码迭代译码算法下变量节点与校验节点的EX IT曲线之间的面积反映码的收敛阈值与香农限的差距这一特点,设计表示两条EX IT曲线之间面积的函数F,该函数可以衡量非规则LDPC码的性能,F值越小,LDPC码的收敛阈值就越接近香农限。仿真显示,合理设计变量节点和校验节点,减小函数F的值,能够提高非规则LDPC码的性能。

LDPC码的应用

LDPC码是迄今为止实验中最接近Shannon极限的信道编码,也是下一代宽带移动通信系统中纠错码的主要备选方案。文章介绍了LDPC码的特点和优势,综述了LDPC码的编码结构及其优化、译码及其优化、性能分析、码的工程实现和实际应用,分析了LDPC码的应用前景。

基于密度演化的低复杂度BIBD-LDPC码的构造

较高的编译码复杂度成为非规则LDPC码应用的一个难点。本文从实际应用的角度出发,针对中长码提出了一种低复杂度的非规则LDPC码的构造方法:改进的BIBD构造方法,能大大降低编码复杂度。仿真结果表明,构造出的码字比传统的PEG构造方法有一定的性能改善。最后,从非规则码的EXIT图出发,分析了这种构造码子的性能和译码门限。

串行级联环卷积编码连续相位调制的收敛性能分析

介绍了一种串行级联环卷积编码连续相位调制技术,给出了基于外信息传输(EXIT)图的串行级联环卷积编码连续相位调制系统的收敛性能分析。通过EXIT图可以找出不同串行级联环卷积编码连续相位调制系统的收敛门限。仿真结果表明:串行级联环卷积编码连续相位调制系统的参数不同,收敛的门限也不同;收敛的门限越低,性能越好。

一种利用信源冗余的Turbo均衡新算法

为克服无线衰落信道中严重的符号间干扰(ISI)的影响,提出了一种新的利用信源冗余的Turbo均衡算法。该算法将联合信源信道译码技术与Turbo均衡技术结合起来,在均衡、译码、信源之间建立起软信息交互的环路,有效提高了整体接收的性能。外信息传递(EXIT)图分析与计算机仿真均表明,尽管信源冗余给译码器带来的性能提升较为有限,但是将这部分信息反馈回均衡器后,在严重ISI信道,信源冗余度为70%时,整体接收的性能改善约为9.5 dB,基本达到了理想加性高斯白噪声(AWGN)信道下的误码性能。

基于逐分量软干扰删除的迭代线性检测算法

提出了一种新型基于调制符号的分量进行干扰删除和线性最小均方误差滤波的软输入软输出检测算法,并采用软输入软输出的多入多出MIMO检测器和信道编码串行级联的迭代检测译码IDD结构。该算法充分利用正交调制符号同相分量和正交分量的独立衰落特性,达到检测中更加准确的软干扰删除。外信息转移EXIT图表明该算法比传统的逐符号软删除算法具有更低的临界信噪比。数值仿真也验证了提出的基于调制符号的分量删除的线性检测算法比采用调制符号级的删除具有更优的误码性能,并且仍然具有低复杂度的特性。

基于Turbo均衡的单通道GSM同频干扰分离

当GSM采用的频率复用因子过小或在大范围接收蜂窝信号时，单天线接收机的性能将严重受限于同频小区干扰，联合检测算法虽可同时获得各个同频信号，但对信噪比要求较高。Turbo均衡利用了信号自身的纠错编码，通过软输入软输出的均衡器和译码器之间的迭代使接收机整体性能达到最优。利用联合最大后验检测的均衡器构建单通道同频混合信号处理的Turbo均衡结构，并利用EXIT图对迭代性能进行评估，对GSM控制信道和业务信道的仿真结果表明，在给定信道环境下，Turbo迭代可以获得1-2dB的增益，增益大小与GSM逻辑信道采用的交织与编码方式相关。

基于Turbo乘积码的Turbo均衡系统

针对Turbo乘积码在严重跨符号干扰(ISI)信道下采用独立均衡器存在较大的性能损失,该文提出了基于Turbo乘积码的Turbo均衡系统。将译码器输出的软信息反馈到均衡器,在线性最小方差均衡算法中考虑先验信息,通过多次均衡和译码迭代得到性能改进。通过外信息转移图分析可知,Turbo均衡可以显著改善Turbo乘积码在ISI信道下的性能。针对仿真的两种信道分别可以获得1dB和2.5dB的性能提高。另外,通过合理分配均衡迭代和译码迭代可以获得更低的系统复杂度。