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LDPC码的快速收敛译码算法

西安电子科技大学学报 2005年第1期32卷 103-107页

作者：王单童胜李颖王新梅西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室陕西西安710071

给出了一种置信传播算法双向信息传递策略的实现方案,并基于矩阵分解提出了一种LDPC码的快速收敛译码算法———串行级联译码算法.密度进化理论分析和计算机仿真结果表明,与置信传播算法相比,串行级联译码算法可获得更快的收敛速度和较... 详细信息

给出了一种置信传播算法双向信息传递策略的实现方案,并基于矩阵分解提出了一种LDPC码的快速收敛译码算法———串行级联译码算法.密度进化理论分析和计算机仿真结果表明,与置信传播算法相比,串行级联译码算法可获得更快的收敛速度和较好的译码性能.

关键词：低密度校验码串行级联译码算法置信传播算法密度进化理论

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低密度校验码理论及其译码研究

低密度校验码理论及其译码研究

作者：王单西安电子科技大学

学位级别：硕士

设计性能逼近信道容量、编译码复杂度较低的实用好码是信道编码领域中最重要的工作之一。基于图模型的LDPC码是一种有较低的迭代译码复杂度和接近Shannon容量限的渐近好码。作者在深刻地理解了LDPC码的基本原理基础之上，对LDPC码基于... 详细信息

设计性能逼近信道容量、编译码复杂度较低的实用好码是信道编码领域中最重要的工作之一。基于图模型的LDPC码是一种有较低的迭代译码复杂度和接近Shannon容量限的渐近好码。作者在深刻地理解了LDPC码的基本原理基础之上，对LDPC码基于因子图的和积算法做了深入的研究，给出了一种双向信息传递策略的实现算法，并且基于矩阵分解，提出了LDPC码的串行级联译码算法。通过理论分析和计算机仿真的方法得出了串行级联译码算法具有较快的收敛速度和优异性能的结论。本论文主要完成了以下几个方面的工作： 1．系统地阐述了LDPC码的图模型表示方法及基于图模型的译码原理;详细地介绍了LDPC码的构造方法及其线性编码理论;介绍了用于LDPC码阈值分析和度序列设计的密度进化理论;2．在深入地研究了LDPC码的基于因子图模型的和积算法基础之上，给出了一种双向信息传递策略的实现方案，提出了一种LDPC码的串行级联译码算法。在详细阐述了新算法的基本原理、译码结构及实现步骤之后，利用理论分析和计算机仿真的方法，对串行级联译码算法和传统的置信传播算法的性能做了比较，得出了一些有用的结论。 3．深入讨论了LDPC码作为分量码的多层编码调制系统的基本原理及其密度进化理论的分析方法。介绍了LDPC码的多层编码调制系统中，分量码码率与度序列分布联合最优的设计准则，并给出了相应的理论分析。

关键词：低密度校验码图模型和积算法密度进化理论多层编码调制

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低密度校验码的研究

低密度校验码的研究

作者：李水平解放军信息工程大学

学位级别：硕士

低密度校验码是一类译码复杂度低的、接近容量限的编码方式，是信息论研究的一个重要分支。无论在理论上还是在应用领域低密度校验码都会有着广阔的前景。本文在现有理论的基础上，系统地研究了低密度校验码编译码的基本原理、和积算法... 详细信息

低密度校验码是一类译码复杂度低的、接近容量限的编码方式，是信息论研究的一个重要分支。无论在理论上还是在应用领域低密度校验码都会有着广阔的前景。本文在现有理论的基础上，系统地研究了低密度校验码编译码的基本原理、和积算法的性能估计和收敛性等，并且给出设计低密度校验码的方法、参考和依据。主要内容包括： 1．氐密度校验码是一类特殊的线性分组码，因此本文首先介绍了二进制分组码的基本内容，详细说明了线性分组码的编码方法和译码算法，着重介绍了二进制分组码的MAP译码算法、网格图和因子图的构造方法，然后重点分析单比特校验码的MAP译码算法，这些都是分析低密度校验码的重要依据，是研究低密度校验码的基础。 2．介绍了低密度校验码的基本理论，给出了低密度校验码的研究方向和应用基础。首先详述了低密度校验码几种基本的编码方法，以及低密度校验码的基本结构：确定结构和随机结构，同时分析了低密度校验码的主要分类方法;接着本文重点介绍了低密度校验码的译码方法——和积算法，给出了和积算法几种重要测度，并且基于这几种测度给出了不同的消息更新公式。通过实际仿真给出了低密度校验码的性能曲线图，比较了规则码和非规则码的性能。 3．对和积译码算法的定性分析是研究低密度校验码的重要内容，也是测度该类编码性能的重要依据。本文首先总结了密度进化理论、高斯逼近原理和EXIT曲线图，并且给出了使用它们来分析低密度校验码的方法和特点。然后本文结合高斯逼近原理和EXIT曲线图的特点，改进了阈值分析的方法，改进后的阈值明显比高斯逼近原理得出的结果更加接近密度进化理论值。同时，本文更进一步地推广了EXIT曲线图的应用：利用EXIT曲线图分析规则低密度校验码理论上的最佳结构、估计规则低密度校验码迭代译码算法的平均迭代次数，从而为设计低密度校验码的编码器和译码器提供了重要依据。 4．低密度校验码是一种容量限的编码方法，但是目前已知的一些编码方法还存在一些问题，比如编码时延较长，存储空间较大。基于这些问题，本文探索地给出了低密度校验码的一种特殊结构，即多级串行级联低密度校验码。该编码方法是采用Turbo码的编码结构，采用低密度校验码作为子码，采用和积算法作为译码算法，从而该编码结构结合了Turbo码和LDPC码的特点，通过大量的仿真实验得出，该类编码方法在编码复杂度、存储空间等方面有一定的优势;而且在码率比较大的情况下，比规则低密度校验码的性能更为优越。

关键词：低密度校验码和积译码算法线性分组码多级串行级联低密度校验码密度进化理论高斯逼近原理附加信息转移曲线阈值

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LDPC码和极化码技术研究

LDPC码和极化码技术研究

作者：钱方磊中国计量大学

学位级别：硕士

现如今,无线通信系统的发展越来越快,需要更加先进的纠错编码技术来提高传输过程的可靠性。LDPC码(Low-Density Parity-Check Codes,LDPC)和极化码(Polar Codes)这两个编码方案在5G(5-Generation)增强移动宽带场景(eMBB)下的信道编码方... 详细信息

现如今,无线通信系统的发展越来越快,需要更加先进的纠错编码技术来提高传输过程的可靠性。LDPC码(Low-Density Parity-Check Codes,LDPC)和极化码(Polar Codes)这两个编码方案在5G(5-Generation)增强移动宽带场景(eMBB)下的信道编码方案的选择中,被国际移动通信标准化组织3GPP选为数据信道和控制信道的编码方案。LDPC码是一种分组纠错码,具有能够逼近Shannon极限的性能。由于其优越的性能,LDPC码被各大通信标准所采纳,包括WIMAX(也称为802.16)(Worldwide Interoperability for Microwave Access)以及DTMB(Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting)等。极化码则是在2008年Erdal Arikan教授提出以来,受到了广泛的关注与研究,它是现今唯一被理论证明可以达到Shannon极限,并且具有可应用的线性复杂度的编码。首先,本文研究并分析了LDPC码和极化码的基本理论内容,包括了常用的译码算法,及各个译码算法的性能和彼此的优势劣势。其次,本文研究分析了密度进化理论,并在此基础上重新分析计算了BP(Belief Propagation)算法以及最小和算法(Min Sum,MS)的概率信息密度,提出了一种名为DE(Density Evolution)Offset Min Sum的LDPC码的改进偏移最小和算法。这种算法利用密度进化理论分别计算BP算法和MS算法中校验节点传向变量节点(Check nodes to Variable nodes,C2V)的概率质量函数(Probability Mass Function,PMF),并基于此计算出偏移因子数组),最后再结合偏移因子数组分布计算出最终的偏移因子。仿真结果说明,本文提出的改进偏移最小和算法相较于经典的偏移最小和算法的译码性能上有0.2dB左右的增益。除此之外,对比相关文献中提出的与BP译码性能非常接近的LMMSE(Linear Minimum Mean Square Error)Min Sum算法,本文提出的改进偏移最小和算法在能够获得相似译码性能的同时,节省了大约28.29%的逻辑元器件和大约34.33%的存储位。最后,本文研究分析了基于LDPC码和极化码的级联系统,针对LDPC码编码复杂度较高、硬件资源需求较大以及存在错误平层的缺点,结合极化码提出了一种实用有效的级联结构。该结构是以极化码作为外码,以LDPC码作为内码,使其综合极化码和LDPC码彼此的优势,仿真表明在误码率10量级上相比WIMAX标准下LDPC码,信噪比可以取得0.15dB的性能提升。误帧率在3dB信噪比下可以有两个数量级的提升。

关键词：低密度奇偶校验码密度进化理论偏移因子极化码信道极化理论级联

基于密度进化的低密度校验码的最小和量化译码器的算法设计

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北京电子科技学院学报 2005年第4期13卷 26-28页

作者：包晓燕王新梅西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室陕西西安710071

低密度校验码量化译码器的设计对低密度校验码的实用化有重要意义。本文根据密度进化理论,对规则/非规则的低密度校验码提出了一种算法,该算法能优化最小和均匀/非均匀量化译码器的设计。与连续和积译码器相比,用此算法设计的最小和量... 详细信息

低密度校验码量化译码器的设计对低密度校验码的实用化有重要意义。本文根据密度进化理论,对规则/非规则的低密度校验码提出了一种算法,该算法能优化最小和均匀/非均匀量化译码器的设计。与连续和积译码器相比,用此算法设计的最小和量化译码器虽然性能稍有损失,但是译码器中的运算仅涉及整数加法运算,极大地降低了计算复杂度。

关键词：低密度校验码密度进化理论最小和算法迭代译码

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基于OMS算法的LDPC译码算法改进

舰船电子工程 2023年第4期43卷 60-63页

作者：吴少峰杨春兰黎德文中国船舶集团有限公司第七二二研究所武汉430205

偏移最小和译码算法(OMS)是一种用于第五代(5G)移动通信的低密度奇偶校验(LDPC)译码算法,论文在OMS算法的基础上提出一种改进OMS译码算法,该算法首先在校验节点更新运算中引入一个乘性因子,其次在更新时用每次迭代更新的偏移因子代替原... 详细信息

偏移最小和译码算法(OMS)是一种用于第五代(5G)移动通信的低密度奇偶校验(LDPC)译码算法,论文在OMS算法的基础上提出一种改进OMS译码算法,该算法首先在校验节点更新运算中引入一个乘性因子,其次在更新时用每次迭代更新的偏移因子代替原有的固定的偏移因子。仿真结果表明,所提出的改进OMS算法译码性能优于原OMS算法和NMS算法。

关键词： LDPC译码偏移最小和算法密度进化理论

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一种参数自适应的LDPC译码算法

信息安全与通信保密 2011年第9期09卷 50-52页

作者：徐胤毛经纬赵磊归琳刘勃张文军上海交通大学电子工程系

介绍了低密度奇偶校验码(LDPC)的几种常用译码算法及其优缺点,特别用密度进化理论分析了归一化置信传播(Normalized BP-based)和偏移置信传播算法(Offset BP-based)的外信息概率分布和演化。基于此,分别针对Normalized BP-based和Offset... 详细信息

介绍了低密度奇偶校验码(LDPC)的几种常用译码算法及其优缺点,特别用密度进化理论分析了归一化置信传播(Normalized BP-based)和偏移置信传播算法(Offset BP-based)的外信息概率分布和演化。基于此,分别针对Normalized BP-based和Offset BP-based算法提出了广义互信息理论(Generalized Mutual Information)及其计算公式,同时提出了改进的因子自适应LDPC译码算法,在每一次译码过程中通过一维搜索,可以获得一个最佳的修正因子,该因子能够最大化广义互信息,从而获得最佳的译码性能。分析和仿真数据表明,提出的因子自适应算法比传统的算法具有更好的性能。

关键词：低密度奇偶校验码译码算法归一化互信息密度进化理论