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一种改进的LT码置信传播译码

计算机工程与应用 2012年第14期48卷 109-111页

作者：何秀慧蒋敏兰浙江师范大学行知学院浙江金华321004

在删除信道上,短信息字长度的LT码采用置信传播译码算法性能较差。提出了一种改进的置信传播译码算法,此算法在置信传播译码失败时只需运用高斯消元法确定少数猜测比特就可实现成功译码。仿真结果显示,相比于置信传播译码,改进的置信传... 详细信息

在删除信道上,短信息字长度的LT码采用置信传播译码算法性能较差。提出了一种改进的置信传播译码算法,此算法在置信传播译码失败时只需运用高斯消元法确定少数猜测比特就可实现成功译码。仿真结果显示,相比于置信传播译码,改进的置信传播译码算法在增加少量译码运行时间的代价下获得较大的译码性能改善。

关键词：喷泉码 LT码置信传播译码二进制删除信道

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基于深度强化学习的置信传播译码算法

现代信息科技 2021年第21期5卷 98-101,104页

作者：高源浩刘乃金鲁渊明中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室北京100090 中国人民解放军63893部队河南洛阳471000

文章通过深度强化学习的方法来寻求二进制线性编码的有效解码策略。在加性高斯白噪声的条件下,将置信传播(BP)解码算法中软信息的迭代看作是对软信息的连续决策,并将其映射到马尔可夫决策过程,用深度强化学习网络代替传统译码器,扩大探... 详细信息

文章通过深度强化学习的方法来寻求二进制线性编码的有效解码策略。在加性高斯白噪声的条件下,将置信传播(BP)解码算法中软信息的迭代看作是对软信息的连续决策,并将其映射到马尔可夫决策过程,用深度强化学习网络代替传统译码器,扩大探索空间以提高译码性能,从而实现对数据驱动的最佳决策策略的学习。结果表明,相较于传统BP解码器,在误码率=10;时,学习型BP解码器在BCH码上取得大约0.75 dB的优势,这在一定程度上解决了以往研究中过于依赖数据的问题。

关键词：深度强化学习置信传播译码马尔可夫决策最佳决策

基于OFDM的LDPC编译码技术在水下通信系统中的应用研究

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基于OFDM的LDPC编译码技术在水下通信系统中的应用研究

作者：石崇岳海南大学

学位级别：硕士

低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码是性能最好的编码方式之一。准循环低密度奇偶校验码(Quasi Cyclic-LDPC,QC-LDPC)的码长不长、性能优异,并且也具有LDPC码随机性的优点。正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Divisi... 详细信息

低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码是性能最好的编码方式之一。准循环低密度奇偶校验码(Quasi Cyclic-LDPC,QC-LDPC)的码长不长、性能优异,并且也具有LDPC码随机性的优点。正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)具有频带利用率高、可以有效的对抗多径效应等特点,是现在无线通信技术的核心技术之一。将这两种技术结合起来有利于发挥两者的优势,但是面对特殊应用的场景也会产生一些问题。水声信道环境特别复杂,水声信道常常伴随着大量的环境噪声和非常严重的多径效应等不良因素影响信息传输,造成误码率的升高。研究表明,通过将信道编码技术与正交频分复用技术相结合应用到水下通信系统中,可以有效的提高传输可靠性和有效的提高通信系统对抗干扰的能力,其性能分析是当前水声通信领域普遍关心的重点问题。本文详细的分析了LDPC码的基本原理,包括校验矩阵H的构造方式,几种常见的LDPC码的编码方式,同时介绍了比特翻转译码及置信传播译码这两种译码方式,并引出准循环QC-LDPC码,在MATLAB平台上其进行了仿真和数据分析。在仿真结果中我们可以看到,当信噪比(Signal-Noise Ratio,SNR)的值为4时,码长1296,迭代5次的QC-LDPC码码率是1/2时,其误码率(Bit Error Ratio,BER)接近10,码率2/3时的BER就要差一些,在10附近,码率3/4更差,BER为2×10,码率5/6时最差;当SNR为4.5时,码长1296,码率3/4的QC-LDPC码在迭代5次时的BER为2×10,迭代20次时,BER是2×10,迭代50次时,BER为9×10;同时还在仿真时对1944和1296两种不同码长进行对比,当迭代5次,码率3/4,SNR为4.5时,1944码长的BER是10,1296码长的BER是2×10。随后,将QC-LDPC码与OFDM技术结合在MATLAB平台对其性能进行仿真分析。最后分析了水声信道和影响水下通信系统性能的几个主要因素。并将QC-LDPC与OFDM进行结合在水声信道模型中进行仿真分析验证。通过仿真结果可知,QC-LDPC+OFDM系统能够提高水下通信系统的传输性能,在水声信道中的性能会随着码长的增加或者码率的降低以及迭代次数的增加而变好。

关键词：水声信道低密度奇偶校验码准循环低密度奇偶校验码置信传播译码正交频分复用

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基于树图剪枝的极化码译码简化算法

系统工程与电子技术 2017年第2期39卷 410-417页

作者：冯博文焦健王莎吴绍华张钦宇哈尔滨工业大学(深圳)通信工程研究中心广东深圳518055

极化码是一种在二元对称信道下能够逼近香农限的信道编码,但其经典译码算法连续删除(successive cancellation,SC)译码和置信传播(belief propagation,BP)译码的复杂度较高,使得译码过程具有较大的计算复杂度和译码时延。对极化码译码... 详细信息

极化码是一种在二元对称信道下能够逼近香农限的信道编码,但其经典译码算法连续删除(successive cancellation,SC)译码和置信传播(belief propagation,BP)译码的复杂度较高,使得译码过程具有较大的计算复杂度和译码时延。对极化码译码过程的树图建模分析并对节点分类,证明了树图中部分节点对应的译码运算是冗余的。由此设计了树图剪枝的简化译码算法,在保证误码性能不变的前提下,明显降低了现有译码算法的计算复杂度。仿真结果证明,简化后SC译码和BP译码的译码复杂度较原始算法分别降低了36%~65%和41%~67%。

关键词：极化码译码复杂度连续删除译码置信传播译码

基于BPD和RNN的极化码的研究及其在CVQKD中的应用

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基于BPD和RNN的极化码的研究及其在CVQKD中的应用

作者：周玲霞扬州大学

学位级别：硕士

极化码作为唯一一种能够达到香农极限的信道编码方案,已被指定为5G通信系统的前向纠错码(Forward Error Correction,FEC)方案。极化码有两类被普遍使用的译码算法,分别为置信传播译码(Belief Propagation Decoding,BPD)和串行抵消译码(S... 详细信息

极化码作为唯一一种能够达到香农极限的信道编码方案,已被指定为5G通信系统的前向纠错码(Forward Error Correction,FEC)方案。极化码有两类被普遍使用的译码算法,分别为置信传播译码(Belief Propagation Decoding,BPD)和串行抵消译码(Successive Cancellation Decoding,SCD)。SCD 相较于 BPD 有较好的译码性能,但是由于其串行特性,使得其译码延时远大于BPD。因此,在对吞吐量要求较高的系统中,BPD便得到极大的应用。本文首先研究和改进BPD算法的译码复杂度、译码性能以及译码速度,并将其应用于连续变量量子密钥分发(Continuous Variable Quantum Key Distribution,CVQKD)系统。其次,研究基于神经网络的BPD算法,将循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN)与BPD相结合,提升BPD的译码性能。综上所述,本文的创新主要如下:***的调度方案影响其收敛速度和译码性能,且现存调度方案各有优缺点。往返调度因其信息分布均匀而有着较好的译码性能,然而译码速度较慢。分段调度有较快的译码速度,但是由于其信息分布不均匀,译码性能相较于往返调度有所下降。因此本文通过将往返调度和分段调度结合提出一个新的调度方案,以提高译码速度的同时保证译码性能。并通过将该改进方案应用于CVQKD后处理中进行信息协商,进一步验证其优势。2.受置信传播列表译码算法(BPD with List,BPDL)的启发,本文提出一种新的BPDL译码算法,即可收缩的BPDL(Scalable BPDL,S-BPDL)。该译码方案首先在BPD的信息更新公式前乘上多个不同的系数,并把这些系数不同的译码器作为多条译码路径,然后选择译码性能最好的路径作为最终的译码结果。此外本文将S-BPDL应用于CVQKD后处理进行信息协商,观察其性能。3.基于对极化码信息比特和冻结比特的位置观察,本文提出四种组成码。通过特定的计算,可以将这些组成码从因子图上移除,以减少因子图上的节点数,从而降低译码复杂度。此外本文还将RNN应用于移除组成码的BPD算法中,以提高BPD的译码性能。

关键词：极化码量子密钥分发置信传播译码神经网络

一种卫星突发通信中抗相位模糊LDPC译码算法

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传感器与微系统 2012年第12期31卷 140-142页

作者：田进王毓琀马正新清华大学电子工程系北京100084

低密度奇偶校验(LDPC)码是一种性能接近香农极限的线性分组码,其核心译码算法是置信传播(BP)译码。基于BP译码迭代次数与相位模糊度关系,提出一种抗相位模糊的LDPC改进型译码算法。仿真结果表明:在一定信噪比条件下,数据包内部发生一次... 详细信息

低密度奇偶校验(LDPC)码是一种性能接近香农极限的线性分组码,其核心译码算法是置信传播(BP)译码。基于BP译码迭代次数与相位模糊度关系,提出一种抗相位模糊的LDPC改进型译码算法。仿真结果表明:在一定信噪比条件下,数据包内部发生一次相位翻转时,该算法可以有效判断翻转位置,并准确译码。

关键词：正交相移键控相位模糊低密度奇偶校验置信传播译码

基于滑动窗译码的不规则原模图LDPC卷积码的构造(英文)

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2014年第1期26卷 74-80页

作者：刘林涛吕毅博重庆邮电大学重庆市移动通信重点实验室重庆400065 厦门大学电子工程系福建厦门361005

时延是现代通信系统的一个重要指标。滑动窗译码能够在保证性能的基础上降低时延。基于滑动窗译码提出了一种不规则原模图低密度奇偶校验(low density parity check,LDPC)卷积码的构造方法。通过对基于AR4JA(accumulate-repeat-by-4-jag... 详细信息

时延是现代通信系统的一个重要指标。滑动窗译码能够在保证性能的基础上降低时延。基于滑动窗译码提出了一种不规则原模图低密度奇偶校验(low density parity check,LDPC)卷积码的构造方法。通过对基于AR4JA(accumulate-repeat-by-4-jagged-accumulate)的LDPC卷积码在AWGN(additive white Gaussian noise)信道下的P-EXIT性能分析发现,利用这种构造方式能够设计出多码率并且在BP译码和滑动窗译码方式下都能逼近容量限的LDPC卷积码。计算机仿真证明了基于AR4JA的LDPC卷积码性能优于规则的LDPC卷积码,而且在滑动窗译码方式下在降低至少56.7%时延的同时表现出了很好的性能。结合提出的不规则原模图LDPC卷积码的构造方法和滑动窗译码得到了一种能够实现译码时延与码字性能良好折中的码字构造有效方式。

关键词：低密度奇偶校验码(LDPC) 卷积码原模图滑动窗译码置信传播译码门限加性高斯白噪声(AWGN)信道

NAND Flash存储系统极化译码优化研究

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NAND Flash存储系统极化译码优化研究

作者：倪妍红杭州电子科技大学

学位级别：硕士

在信息传输过程中,纠错编译码的性能影响信息存储可靠性。2009年,土耳其学者Arikan首次提出了极化码。该码作为一种线性分组码,被证明是一种可无限接近香农限的纠错编码,且具有较低编译码复杂度。数字化时代的到来,原先用于高存储容量的... 详细信息

在信息传输过程中,纠错编译码的性能影响信息存储可靠性。2009年,土耳其学者Arikan首次提出了极化码。该码作为一种线性分组码,被证明是一种可无限接近香农限的纠错编码,且具有较低编译码复杂度。数字化时代的到来,原先用于高存储容量的NAND Flash纠错码将渐渐无法满足数据存储要求,而极化码的出现给用于NAND Flash新纠错研究开辟了新方向。本文围绕极化译码可靠性并结合NAND Flash存储单元结构特性展开研究。研究内容和创新点如下:(1)置信传播(BP)译码是一种并行译码算法,具有高并行处理信息优势。BP译码信息传递采用迭代方式,当迭代次数较多时,译码复杂度较高。因此,尽可能减少迭代次数,有利于降低译码复杂度。本文在BP译码基础上,提出了一种基于分段CRC辅助的提前终止迭代的BP译码算法。它通过分段循环冗余校验(CRC)辅助译码在信息序列中分散插入多段较短校验码,以此代替信息序列末尾插入的一段长校验码。分段CRC辅助译码减少了 CRC校验所需时间,并可提前终止迭代,减少译码复杂度和时延,且在高信噪比时获得了较多性能增益;(2)极化码的自身特性使其只能完成码长为2的幂次的码字构造,无法获得任意码长的码字。为了构造一种长度兼容、码率自适应的极化码,提出了一种基于分段CRC辅助的可靠性删余译码方案。采用可靠性删余的极化码,利用信道极化性质,将可靠性较低的信道作为删余位,提高了可靠信道利用率,并获得了较好译码性能;(3)极化码的信道极化使信道的错误概率具有较大差别,信道经过极化变换后,信道分为错误概率较高的信道和错误概率较低的信道。而且,错误概率越低,信道可靠性越高,可靠性越高则对信息的保护作用越强。多层式存储(MLC)型NAND Flash根据阈值电压分布特点,可获得阈值电压模型。将分段CRC辅助的删余译码应用在MLC型NAND Flash中可获得较好译码性能,具有一定研究价值。本文通过对极化码译码算法的优化改进,有效降低了译码迭代次数,提升了译码性能。将其应用于MLC型NAND Flash中也获得了较好成果,具有一定实用价值。

关键词：置信传播译码删余极化码分段译码多层式存储型NAND Flash

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一类广义RA码的优化设计方法

电子科技大学学报 2008年第4期37卷 481-484页

作者：史治平朱南李少谦电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室

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... 详细信息

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。

关键词：置信传播译码 LDPC码奇偶校验矩阵 RA码 Turbo码