多进制LDPC码混合重传联合设计与性能分析

以下一代数字卫星战术数据链通信系统为背景,研究了低复杂度、简单实用多进制低密度校验(LDPC)码与混合自动请求重传(HARQ)技术的联合优化,并且与传统的二进制LDPC码HARQ方案进行了误帧率和吞吐量性能比较。基于C 的链路级仿真结果表明,多进制LDPC码HARQ技术能提供明显的性能改善,尤其是包合并和部分增益型HARQ。此外,多进制LDPC码HARQ在复杂度增加不大的情况下,可提供比二进制LDPC码HARQ更可观的性能增益。     

基于多元LDPC码的多用户协作方案

与Turbo码相比,多元LDPC码有更好的waterfall和error floor性能。该文将多元LDPC码应用于译码转发协作系统中,提出基于中断概率的多用户协作方案。各用户通过判断自己与信源节点间的信道是否发生中断,决定是否作为中继。若没有发生中断,用户先对接收到的信息进行译码,再采用多元LDPC码重新编码后发送至目的节点。仿真结果表明,当误比特率(BER)为10 4时,相比于随机协作方案,该方案在高斯信道下可获得0.3 dB的性能改善,在瑞利衰落信道下可获得0.4 dB的性能改善。     

LDPC编码自适应加载MIMO-OFDM系统性能分析

介绍了LDPC校验阵的构造及编译码算法,采用了随机法构造LDPC校验阵,编码基于高斯消去直接进行译码采用无穷阶量化时的置信传播算法;讨论了OFDM自适应加载技术与多输入多输出技术,结合自适应比特功率分配算法与基于多载波调制的比特分配方案实现了该加载分配技术;给出了LDPC编码的自适应加载MIMO-OFDM系统的模型。经仿真分析得出,二元域上非规则LDPC编码的系统性能优于多元域上的,自适应加载MIMO-OFDM技术大大提高了系统传输速率,有效增强了系统抗衰落性。     

CDTTB标准中LDPC码的编码结构设计

中国数字地面电视广播标准采用准循环低密度校验码(QC-LDPC codes)作为其信道编码的内码。根据该类LDPC码的准循环特性,该文提出了一种基于流水线方式的半并行编码结构,可实现发射机中LDPC码的多码率编码;在满足系统净荷数据率的前提下,合理规划多种寄存器,充分复用硬件资源,降低其消耗。使用编程门阵列(FPGA)实现此结构,通过验证,证明了该结构编码结果正确,资源利用率较低。     

LDPC码与RS码的联合迭代译码

针对LDPC码与RS码的串行级联结构,提出了一种基于Chase的联合迭代译码方法。软入软出的RS译码器与LDPC译码器之间经过多次信息传递,性能可以逼近最大似然译码。模拟结果显示:AWGN信道下这种基于Chase的RS码与LDPC码的联合迭代译码方案可以获得约0．5 dB的增益。     

VSPC-LDPC串行级联码的结构与性能分析

提出了一种基于LDPC码和纵向单奇偶校验(VSPC)乘积码的级联编码方法。该方法利用LDPC码能否成功地译码的判定信息以取代常规乘积码中的横向校验,使单奇偶校验乘积码的复杂度获得较大的降低,提高了纠错能力。对新级联码的误码性能进行了理论分析。数值仿真结果表明,新编码方法的硬件实现复杂度较低,在AWGN信道和Raleigh衰落信道中其译码性能好于原LDPC码,且能有效地改善原LDPC码的误码平层问题。     

移动通信系统数据传输的差错控制方案

介绍了数据传输系统中常见的前向纠错ＦＥＣ（ｆｏｒｗａｒｄｅｒｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）、自动请求重传ＡＲＱ（ａｕｔｏｍａｔｉｃ－ｒｅｐｅａｔ－ｒｅｑｕｅｓｔ）和混合ＡＲＱ（ｈｙｂｒｉｄＡＲＱ）三种差错控制方案，重点讨论了通用混合ＡＲＱ（ｇｅｎｅｒａｌｈｙｂｒｉｄＡＲＱ，ＧＨ－ＡＲＱ）和采用乘积码的混合ＡＲＱ两种混合ＡＲＱ的改进形式，两种ＡＲＱ方案特别适用于移动通信系统的数据传输。     

基于V码的一种数据布局研究

提出一类新的双容错编码――V阵列码,冗余数据均匀分布在每个磁盘中,能容许任意两个磁盘同时故障。并证明基于V码阵列布局是最优双容错数据布局方法,给出了恢复任意两个磁盘同时故障的快速译码算法。与其他的编码方案相比,基于V码阵列布局同时具有较高的可靠性和吞吐量、较好的I/O性能、简单的编码和解码算法,以及编译码的复杂度最低和较好的平衡特性。     

一类广义RA码的优化设计方法

由重复器、交织器、组合器和广义累加器组成的广义系统RA码,采用低密度奇偶校验码(LDPC码)的置信传播译码时,码性能受稀疏校验矩阵的小环影响大,而稀疏校验矩阵由编码器的结构决定。该文根据置信传播译码的无环要求,通过重复器、交织器、组合器和广义累加器的联合优化设计,给出了无4环的广义RA码的奇偶校验矩阵设计方法。研究结果显示,该方法实现简单,实用性强,设计的广义RA码编码增益大。     

电力线通信中Raptor级联编码方案研究

针对PLC中的脉冲噪声,提出了一种基于Raptor码的级联方案(CRC-Raptor码),来克服脉冲噪声对数据传输带来的影响,从而改善PLC系统的性能。CRC-Raptor码能够通过调整译码开销来确保PLC系统的可靠性和提高Raptor码在PLC系统中获得的编码增益。分析采用最大似然(Maximum Likelihood,ML)译码时,CRC-Raptor码在给定信道条件下的译码失败率。最后,建立Middleton A类噪声模型,进行CRC-Raptor码的编译码仿真,并得到译码成功率与信噪比,误码率与信噪比的关系。仿真结果表明:在信噪比达到一定值时,CRC-Raptor码的译码成功率会出现跃变,同时CRC-Raptor码在相同条件下的误码率明显低于Raptor码和LT码。     

改进的LDPC译码算法研究

基于LDPC码的BP译码简化算法,结合RMP调度和Offset最小和算法,提出了一种改进的LDPC译码算法。在相同的前提下,改进的译码算法在计算复杂度方面,与Offset最小和算法相比,改善了算法的收敛特性;采用优化的存储方式,降低了存储需求,适合硬件实现。仿真结果表明,改进的译码算法降低了平均迭代次数,减少了量化实现占用的存储单元。     

信号空间分集解码前传协同方法研究

在普通解码前传协同分集中,各协同用户之间的信道不对称性会对系统的性能产生一定的影响;同时,简单的重传信号并不是一种高效的利用协同分集的方式。该文提出了一种基于信号空间分集的解码前传协同方法,该方法的协同用户重传信号中包含自己的数据帧,并以信号空间分集的方法设计重传信号,这样既能够减小用户间信道的不对称性带来的影响,又提供了一种更为高效的信号分集方式。仿真实验结果证明该方法与非协同及普通解码前传协同方法相比能够获得更好的误码率性能。     

一种抑制OCDMA系统色散和非线性效应的方法

色散和非线性效应对光CDMA系统性能会产生严重影响。针对此类问题,该文通过对采用严格最佳(F,k,1)光正交码的单极性光CDMA系统进行理论分析,得到了色散和非线性效应对光CDMA系统性能的影响的量化表达式。数值结果表明:光纤信道的色散和非线性效应会导致系统性能明显下降,因此,色散补偿技术必不可少。不同于传统的色散补偿方案,该文提出采用非零色散位移光纤(NZ-DSF)搭配色散补偿光纤(DCF)的新方案,在进行色散补偿的同时,尽可能弱化非线性效应的影响,从而有效地改善系统性能。     

HARQ过程条件错误概率分析

在混合自动请求重传(HARQ)技术应用中,之前的传输失败是重传的前提,合并后数据包中的噪声已不再是零均值高斯分布,且与发射信号相关。然而,在目前HARQ及其他类似技术的分析中,普遍假设合并后的噪声仍服从零均值高斯分布,导致对错误概率估计偏小。该文对重传合并后的条件错误概率进行了精确分析,提出了条件错误概率的近似表达式,为进一步分析提供了方法,并比较了传统假设条件下的分析结果。在该假设条件下的错误概率估计与真实值的误差随数据包符号数的增加而减小。重传时信道增益越小,误差越大。     

截短RS/混合Ⅱ型ARQ在衰落信道上的性能分析

分析了截短ＲＳ／混合Ⅱ型ＡＲＱ在无线衰落信道上的分组错误率、通过效率、传输时延等特性，给出了数值仿真结果。研究发现，由于ＲＳ码具有很强的纠错能力，通过有限次的重传就可达到很低的分组错误率，同时减小了固重传而引起的传输时延。