检索结果-内蒙古大学图书馆

通信学报 2021年第3期42卷 1-10页

作者：吴昭军张立民钟兆根刘仁鑫海军航空大学航空作战勤务学院山东烟台264001 海军航空大学航空基础学院山东烟台264001

针对LDPC重建问题,提出了一种可直接重建LDPC稀疏校验矩阵的算法。首先,根据传统重建算法原理,详细分析了传统重建算法存在的缺陷以及缺陷存在的原因;其次,基于LDPC稀疏矩阵的特性,通过多次随机抽取码字中部分比特序列进行高斯消元,同... 详细信息

针对LDPC重建问题,提出了一种可直接重建LDPC稀疏校验矩阵的算法。首先,根据传统重建算法原理,详细分析了传统重建算法存在的缺陷以及缺陷存在的原因;其次,基于LDPC稀疏矩阵的特性,通过多次随机抽取码字中部分比特序列进行高斯消元,同时为了可靠实现抽取的比特序列能包含校验节点,基于一次抽取包含校验节点的概率,确定多次随机抽取的次数;最后,在误码条件下,基于疑似校验向量关系成立的统计特性和最小错误判决准则,实现稀疏校验向量的判定。仿真结果表明,所提算法在误码率为0.001的条件下,针对目前IEEE 802.11协议中大部分LDPC的重建率能达到95%以上,且噪声稳健性优于传统的重建算法,同时所提重建算法不仅不再需要对校验矩阵稀疏化处理,而且对于双对角线与非双对角线形式的校验矩阵都具有较好的通用性。

关键词： LDPC 稀疏校验矩阵随机抽取高斯消元最小错误判决准则重建

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基于改进型LBP译码的LDPC码稀疏校验矩阵重建

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通信学报 2024年第5期45卷 70-79页

作者：张天骐李春运吴仙越吴云戈重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对LDPC码稀疏校验矩阵重建问题,基于改进型LBP译码的思想提出了一种高误码率下的LDPC码稀疏校验矩阵重建算法。首先,从码字矩阵中随机抽取部分比特构建码字分析矩阵,并对其做高斯消元求对偶空间;其次,通过判定对偶空间向量是否稀疏,... 详细信息

针对LDPC码稀疏校验矩阵重建问题,基于改进型LBP译码的思想提出了一种高误码率下的LDPC码稀疏校验矩阵重建算法。首先,从码字矩阵中随机抽取部分比特构建码字分析矩阵,并对其做高斯消元求对偶空间;其次,通过判定对偶空间向量是否稀疏,提高了后续疑似校验向量判定的效率;最后,在接收码字个数不足时,利用已知校验向量结合改进型LBP译码方法纠正错误码字,加快LDPC码稀疏校验矩阵的重建速度,提高重建性能。仿真结果表明,所提算法在高误码率0.0045的条件下,对于IEEE802.11n协议下的(648,324)LDPC码,相比于现有算法,稀疏校验矩阵重建率提升了52.16%,可达到92.28%。

关键词：低密度奇偶校验码稀疏校验矩阵高斯消元改进型LBP译码重建

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基于空间压缩的QC-LDPC码稀疏校验矩阵重建

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系统工程与电子技术 2024年

作者：李春运张天骐吴云戈吴仙越重庆邮电大学通信与信息工程学院

针对准循环低密度奇偶校验（quasi-cyclic low density parity check， QC-LDPC）码稀疏校验矩阵重建问题，基于空间压缩思想提出了一种高误码率下的QC-LDPC码稀疏校验矩阵重建算法。将QC-LDPC码按照准循环块长度进行压缩，利用压缩后... 详细信息

针对准循环低密度奇偶校验（quasi-cyclic low density parity check， QC-LDPC）码稀疏校验矩阵重建问题，基于空间压缩思想提出了一种高误码率下的QC-LDPC码稀疏校验矩阵重建算法。将QC-LDPC码按照准循环块长度进行压缩，利用压缩后的码字序列重建校验位置矩阵；根据校验位置向量中“1”的位置，截取相应准循环块组成新码字空间，利用迭代消元方法重建稀疏校验矩阵；重建过程中利用“剔除错误码字”和“改进型分层置信传播译码”方法改善码字质量，从而加快重建速度，提升重建性能。仿真结果表明，所提算法在高误码率0.004的条件下，对IEEE802.11n协议下的(648，324)LDPC码，相比于现有算法，稀疏校验矩阵重建率提升了25.48%，可达到92.28%。

关键词：准循环低密度奇偶校验码稀疏校验矩阵空间压缩改进型分层置信传播译码重建

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一种误码条件下LDPC码稀疏校验矩阵重建算法

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通信对抗 2021年第3期40卷 17-21页

作者：靳安钊张永光张明明翟绪论通信信息控制和安全技术重点实验室浙江嘉兴314033 中国电子科技集团公司第三十六研究所浙江嘉兴314033

为了提高误码条件下LDPC码稀疏校验矩阵的重建效率,提出了一种在误码条件下LDPC码稀疏校验矩阵的重建算法。首先对K-阶列消元算法进行改进,利用该方法获得疑似对偶向量,提出一种新的疑似对偶向量判决阈值,筛选出真正的校验向量,然后在... 详细信息

为了提高误码条件下LDPC码稀疏校验矩阵的重建效率,提出了一种在误码条件下LDPC码稀疏校验矩阵的重建算法。首先对K-阶列消元算法进行改进,利用该方法获得疑似对偶向量,提出一种新的疑似对偶向量判决阈值,筛选出真正的校验向量,然后在寻找小重量码字算法的基础上,提出了一种校验矩阵稀疏化算法,在误码条件下实现了LDPC码稀疏校验矩阵的重建。仿真结果表明,在误码条件下,提出的算法能够有效重建LDPC码稀疏校验矩阵,重建概率明显优于传统算法。

关键词： LDPC码 k-阶列消元疑似对偶向量稀疏校验矩阵

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高误码率下基于随机抽取的LDPC码校验矩阵重建

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通信学报 2023年第3期44卷 128-137页

作者：王忠勇李正豪巩克现孙鹏李清涛郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001 61818部队湖北武汉430000

为改善高误码率下LDPC码稀疏校验矩阵重建算法的性能,提出了接收码字个数充足和不充足条件下容错能力较强的校验矩阵开集识别算法。首先,通过多次随机抽取码字的部分比特构建新的码字空间,在较低维度下利用高斯消元法求解对偶向量并还... 详细信息

为改善高误码率下LDPC码稀疏校验矩阵重建算法的性能,提出了接收码字个数充足和不充足条件下容错能力较强的校验矩阵开集识别算法。首先,通过多次随机抽取码字的部分比特构建新的码字空间,在较低维度下利用高斯消元法求解对偶向量并还原出校验向量;其次,利用该校验向量,采用“剔除错误码字”或“翻转最低不可靠位”的方法不断提高接收数据内无误码码组的比例进行迭代处理。仿真结果表明,所提算法在不同误码率、不同码长、不同码率、不同码字个数下均优于对比算法。对于IEEE 802.11n协议下的(648,324)LDPC码,当接收码字个数充足时,所提算法在误码率为0.003的条件下,其校验矩阵重建率能达到95%以上;当接收码字个数不足(码字个数为450)时,所提算法在误码率为0.0015的条件下,其校验矩阵重建率能达到90%以上。

关键词： LDPC 稀疏校验矩阵高斯消元剔除错误码字对数似然比

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LDPC码的译码算法与VLSI实现研究

LDPC码的译码算法与VLSI实现研究

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作者：刘海洋中国科学院微电子研究所

学位级别：博士

有效的信道编码技术在现代数字通信系统中起着十分重要的作用。低密度奇偶校验码(LDPC码)是Gallager在上世纪六十年代提出的一类基于稀疏校验矩阵定义的线性分组码。自从上世纪九十年代人们重新发现LDPC码后，LDPC码以其具有接近Shanno... 详细信息

有效的信道编码技术在现代数字通信系统中起着十分重要的作用。低密度奇偶校验码(LDPC码)是Gallager在上世纪六十年代提出的一类基于稀疏校验矩阵定义的线性分组码。自从上世纪九十年代人们重新发现LDPC码后，LDPC码以其具有接近Shannon极限的纠错性能引起了学术界的广泛研究。\n 论文对LDPC码的译码算法和超大规模集成电路(VLSI)实现进行了深入的研究，在下述方面取得了关键的研究成果：\n ●基于LDPC码的最小-和译码算法提出了一种新颖的改进最小-和译码算法。若迭代过程中当前计算出的变量信息与原变量信息的符号不同，则将当前计算出的变量信息与原变量信息取平均后作为变量信息的修正值.该算法相对于最小-和算法增加的复杂度不高，但是纠错性能有了明显改善。通过对规则LDPC码和不规则LDPC码的仿真表明，论文提出的改进最小-和算法接近和—积算法的纠错性能。此外，该算法不依赖噪声方差估计，并且不需要额外仿真确定修正参数，因此是实现的良好选择。\n ●基于LDPC码线性规划(LP)译码算法提出了多步线性规划(MLP)译码算法.MLP译码算法在线性规划译码算法出现译码错误时，增加使得某个校验顶点相容的约束，缩小可行域的范围进行二次寻优，论文从理论上证明了MLP译码算法具有最大似然特性，并给出了选择校验顶点的方法.通过对中等码长的LDPC码的仿真结果表明，该算法在增加很少复杂度的条件下的纠错性能相对LP译码算法和传统的迭代译码算法有了明显改善。\n ●研究了用修正单纯形算法有效求解LDPC码的LP译码问题.根据LP译码问题的结构，本文从LP译码的对偶问题出发，提出了一种求解该问题的分解方法，求解过程在一个主问题和若干相互独立的子问题之间迭代进行，对于规则LDPC码，每个子问题都是以相同的多面凸锥为可行域的优化问题。论文定义该多面凸锥为校验锥，进而讨论了该凸锥的结构和求出极方向的方法，并把极方向用于LP译码问题的有效求解中。理论分析和仿真结果表明采用分解方法后译码量和存储量都大大降低。\n ●分析了基于有限域几何的LDPC码(FG-IDPC码)在二进制删除信道下的停止距离和停止冗余，得出了FG-LDPC码的停止冗余的一个上界。该上界数值小于码长，因此FG-LDPC码在二进制删除信道下可以以低复杂度达到接近最优的性能，是良好的实用选择。\n ●对CMMB标准中的LDPC码进行了研究。分析了标准中LDPC码的性能，提出了一种用于VLSI实现的量化方案，仿真表明，量化结果相对于浮点运算结果几乎没有性能损失。此外，设计了LDPC译码器的VLSI结构并且在Altera Stratix Ⅱ EP2S130器件上进行了综合验证。综合结果表明，译码器工作的最高时钟频率为90.7 MHz，在该频率下可以达到49.1 Mbps的高吞吐率，在满足CMMB标准数据率的条件下，译码器的工作频率为40.1MHz。

关键词：低密度奇偶校验码超大规模集成电路译码算法线性规划译码稀疏校验矩阵

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Rayleigh信道中多元LDPC码译码研究及FPGA实现

Rayleigh信道中多元LDPC码译码研究及FPGA实现

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作者：惠娟烟台大学

学位级别：硕士

低密度奇偶校验码（Low Density Parity Check Code,LDPC）是一种基于稀疏校验矩阵的线性分组码。作为一种信道编码，它的误码性能逼近香农限，具有更好的纠错性能，结构灵活，译码复杂度较低。随着LDPC码的算法理论的不断更新完善，该... 详细信息

低密度奇偶校验码（Low Density Parity Check Code,LDPC）是一种基于稀疏校验矩阵的线性分组码。作为一种信道编码，它的误码性能逼近香农限，具有更好的纠错性能，结构灵活，译码复杂度较低。随着LDPC码的算法理论的不断更新完善，该码的优势愈加明显，使其广泛应用于水声通信、光纤通信、深空通信和卫星等不同领域。\n 当前LDPC码的研究多数是在AWGN信道和BSC信道的前提下进行的，且主要集中在二元LDPC码范围内。而在实际应用过程中往往遇到更复杂的非高斯信道模型。在相同参数范围内，多元LDPC码的Tanner图更加稀疏，纠错性能更佳。针对上述问题，本文对Rayleigh信道中多元LDPC码译码的各项性能进行研究分析，并利用FPGA设计实现了瑞利信道中的多元LDPC译码器。这为LDPC码的硬件实现方面提供了更多可能性。\n 综上所述，本文主要工作如下：\n 1.在理解已有二元LDPC码理论基础上，进一步描述多元LDPC码的基本原理，包括其表示形式、码的构造、编码方法以及典型译码算法。运用MATLAB仿真，在译码性能方面与二元LDPC码作对比分析。\n 2.介绍瑞利衰落信道的基本模型，研究分析了将多元LDPC码应用到瑞利信道中的具体方案。利用MATLAB仿真，分别分析比对：1）二元与多元LDPC码在瑞利信道中的译码性能2）多元LDPC码在AWGN信道和Rayleigh信道中的译码性能3）多元LDPC码基于参数不同的瑞利信道的译码性能4）基于适当参数的同一瑞利信道下，多元LDPC码不同译码算法的译码性能。通过对比对结果进行分析探讨，得出最优方案。\n 3.采用Verilog HDL硬件描述语言，在FPGA硬件平台上设计了瑞利信道多元LDPC译码器，编写了各个模块，具体研究了译码方案中的变量节点与校验节点处理及译码结果。通过Modelsim-Altera10.3和QuartusII得出时序仿真图，从而验证了设计方案的合理性与优越性。\n 4.总结本文研究工作的成果与不足，展望其未来发展趋势以及研究方向。

关键词：多元LDPC码低密度奇偶校验码稀疏校验矩阵瑞利衰减信道译码算法 FPGA芯片

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LDPC码的编码实现研究

LDPC码的编码实现研究

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作者：哈聪颖哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

LDPC(Low Density Parity Check)码是一类用非常稀疏的校验矩阵或二分图定义的线性分组纠错码,最初由Gallager发现,故亦称Gallager码。1990s末被重新认知为一类具有接近香农限特性的好码。这种码采用BP叠代译码,比如和乘积算法,可以实... 详细信息

LDPC(Low Density Parity Check)码是一类用非常稀疏的校验矩阵或二分图定义的线性分组纠错码,最初由Gallager发现,故亦称Gallager码。1990s末被重新认知为一类具有接近香农限特性的好码。这种码采用BP叠代译码,比如和乘积算法,可以实现非常好的纠错性能。LDPC码被重新发现后,它的设计、构造、译码、快速编码、性能分析以及在数字通信和存储系统领域中的应用成为研究的焦点。 LDPC码属于线性分组码,线性分组码的通用编码方法是由信息序列根据码的生成矩阵来求相应的码字序列,尽管LDPC码的校验矩阵是非常稀疏的,但它的生成矩阵却并不稀疏,这使得其编码复杂度往往与其码长的平方成正比。LDPC码在应用时选定的码长很长而且编码实现时所需的用于存储的寄存器数量非常多,这样,其编码复杂度特别大,成为应用的一个障碍。本文主要针对LDPC码的编码问题进行研究。本文介绍了LDPC码的基本原理,包括LDPC码的基本概念、构造方法、编码算法以及译码算法。在编码算法里详细讨论了传统的编码算法以及使用特殊形式奇偶校验矩阵的快速编码算法。在译码算法里介绍了MP算法集的基本原理和译码性能最好的和乘积译码算法。以传统编码算法为基础,采用了可以降低编码复杂度的准循环LDPC码进行了编码器电路的设计与实现。采用反馈移位寄存器与逻辑门设计了三个典型的编码器电路:基于SRAA电路的串行准循环LDPC码编码器;基于SRAA电路的并行准循环LDPC码编码器;二阶编码电路。对于串行编码来说,其编码复杂度与码的校验位的数量成线性关系,对于高速并行编码来说,编码复杂度与码长成线性关系。采用Verilog HDL硬件描述语言在Quartus II环境下完成了三个编码电路的基于FPGA的硬件仿真,在编码速度与复杂度方面对各编码器进行了分析与比较,并采用Matlab仿真软件验证了LDPC码编码器的正确性。

关键词：准循环LDPC码编码实现稀疏校验矩阵循环行列式反馈移位寄存器

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卷积LDPC码的译码算法研究与改进

卷积LDPC码的译码算法研究与改进

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作者：张涛重庆邮电大学

学位级别：硕士

LDPC分组码，是一种由校验矩阵定义的奇偶校验分组码，其校验矩阵的稀疏特性使得其译码器可以使用BP译码算法进行译码，误码性能可以逼近香农限。卷积码，是一种编码器具有记忆特性的码型，误码性能要优于一般的分组码。卷积LDPC码，作... 详细信息

LDPC分组码，是一种由校验矩阵定义的奇偶校验分组码，其校验矩阵的稀疏特性使得其译码器可以使用BP译码算法进行译码，误码性能可以逼近香农限。卷积码，是一种编码器具有记忆特性的码型，误码性能要优于一般的分组码。卷积LDPC码，作为综合两种码型优点的一种新码型，由***和***于1999年在“Time-varying periodic convolutional codes with low-density parity-checkmatrix”一文中被提出。卷积LDPC码，是一种具有卷积特性的LDPC码，它继承了LDPC分组码校验矩阵的稀疏性和卷积码编码器的记忆特性，从而衍生出其特殊的编译码系统。\n 本文通过对卷积LDPC码基本概念的研究分析，引出其校验矩阵的构造方法。由于卷积LDPC码校验矩阵的稀疏性，使得卷积LDPC码的译码器的实现可以选择BP译码算法;同时，由于其校验矩阵的记忆特性，使得编码后变量节点与校验节点之间的约束关系限制在一个固定的长度内，此即卷积LDPC码译码器可以设计成流水线式的直接原因。此外，卷积LDPC码的编译码工作可以同时进行，这使得卷积LDPC码适用于一些对初始时延要求不太高的实时通信系统，例如网络直播。\n 论文研究的主要内容为卷积LDPC码的译码器。本文通过建立卷积LDPC码编译码仿真平台得出大量仿真数据，进而分析出影响卷积LDPC码译码器译码性能的几个重要因素:记忆长度、迭代次数、比重因子的引入。虽然卷积LDPC码译码器存在的两个缺陷，即译码初始时延较高和存取效率低，但分析了卷积LDPC码译码器复杂度并将之与LDPC分组码进行对比之后发现:同等译码时延或者译码复杂度条件下，卷积LDPC码译码器误码性能仍优于LDPC分组码。\n 本文针对卷积LDPC码流水线译码器提出了两种改进方案:一种是通过增加译码器中FIFO的个数来实现对流水线译码器处理过程中产生的中间变量信息进行及时的更新存储，提高存取效率，同时，使其各个节点信息在进行计算时能够利用与之相关节点最新的迭代信息，提高了迭代的效率，降低了迭代次数，从而降低初始译码时延及误码率。另一种是设计一种处理器中止计算的规则，即通过处理器每次做硬判决得出的序列进行部分校验，若码元序列满足校验方程到一定值，则处理器即可进入休眠状态，这一规则避免了不必要的迭代过程，降低了译码器每输出一个译码码元平均所需的迭代次数，从而降低译码时延。

关键词：奇偶校验分组码卷积LDPC码稀疏校验矩阵 BP译码算法流水线译码器中止规则

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低密度校验码的理论分析及在图像传输中的应用研究

低密度校验码的理论分析及在图像传输中的应用研究

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作者：张国栋山东大学

学位级别：硕士

1962年,Gallager提出了一种具有非常稀疏校验矩阵的线形分组码,人们称为Gallager码。由于当时计算机水平发展有限和人们普遍认为级联码更易于实现,导致人们逐渐忽视了Gallager码的存在。直到1995年,Mackay、Neal和Wiberg等人对Gallager... 详细信息

1962年,Gallager提出了一种具有非常稀疏校验矩阵的线形分组码,人们称为Gallager码。由于当时计算机水平发展有限和人们普遍认为级联码更易于实现,导致人们逐渐忽视了Gallager码的存在。直到1995年,Mackay、Neal和Wiberg等人对Gallager码重新进行了研究,发现Gallager码具有逼近香农限的性能。通过进一步研究,人们在Gallager码的基础上提出了更具有广泛意义的低密度奇偶校验码——LDPC码。近年来,性能卓越的LDPC码成为信道编码领域的研究热点,它必将在实际系统中得到广泛的应用。本文对LDPC码的基本理论和应用进行了研究,并通过计算机仿真获得了该码的性能。论文的主要工作包括:首先介绍了LDPC码的定义和分类方法,并归纳了几种常用的LDPC码构造方法和步骤:然后介绍了LDPC码的编码算法,详细介绍了消息传递和置信传播译码算法原理;之后用计算机仿真LDPC码获得了不同条件下的性能曲线,并在实际系统中应用LDPC码,包括对LDPC码在图像传输中的应用做了系统仿真,获得了良好的性能。最后针对LDPC码在图像传输中的应用提出了两种改进方案,包括对图像的重点部位使用不同码率进行重点保护和对图像的重点比特位采用不同码长的重点保护。在获得相同系统性能条件下,两种方案减少了传输时延,提高了系统的频带利用率。

关键词：低密度奇偶校验(LDPC)码稀疏校验矩阵正则码非正则码二分图消息传递算法置信传播算法不等保护

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