基于准循环双对角阵的LDPC码编码算法

针对校验矩阵形如准循环双对角阵的结构化LDPC码,对比研究了两类高效的编码算法:矩阵分解编码算法和分项累加递归编码算法,证明了两类算法从实现角度是等价的,但分项累加递归编码算法推导更为直观,且便于硬件并行实现。基于分项累加编码算法,提出了一种适合准循环双对角LDPC码的部分并行编码结构,设计实现了IEEE 802.11n标准中的LDPC码编码器。FPGA实现结果表明,所设计的LDPC编码器具有硬件开销较小、吞吐率高的优点,在码长为1944bit、码率为5/6时信息比特吞吐率最高可达13Gbps。     

LDPC带选主元三角分解编码性能

分析LDPC码的特点和优势。阐述LDPC码的编码原理和基于生成矩阵、基于三角分解两种主要编码方法。指出三角分解编码方法受到矩阵分解限制:矩阵要求满秩,矩阵所有的顺序主子式非零。分析带选主元三角分解法的编码方法。使用C语言编译环境和X86计算机,对LDPC基于生成矩阵的编码系统和带选主元三角分解法的编码系统进行计算,得到P4(R)3.2 GHz、内存512 M硬件环境下的编码效率。     

双正交重叠变换系数基于上下文的算术编码算法

提出了一种双正交重叠变换(LBT)系数基于上下文的算术编码算法.针对二进整数LBT在DSP实现过程中出现的精度和计算复杂度问题,提出了一种适于DSP并行处理的LBT定点实现方法.编码算法包含60种上下文概率模型,熵编码采用MQ编码,并根据并行处理的需要,将MQ编码从位平面扫描过程中分离,根据分离后的结构特点,设计了改进的MQ编码器.并对算法的DSP实现进行了研究.实验结果表明,本压缩算法压缩性能和SPIHT相当,稍逊于JPEG2000,算法容易并行,硬件计算复杂度很低.     

GPS L1C信号LDPC译码器设计

GPS现代化中的L1C信号使用了LDPC码,以提高接收机的弱信号接收能力。L1C信号中使用的LDPC码没有循环或准循环结构,这为译码器设计带来了难度。为了降低译码器实现复杂度,在分析L1C信号LDPC码校验矩阵结构的基础上,通过对校验节点分类和改变变量节点更新方法,提出了一种低存储量和简化译码器控制逻辑的低复杂度译码器结构,并通过仿真验证了译码器译码结果的正确性。     

星载大容量固态存储控制器的级联编码设计

航天器大容量数据存储设备主要采用基于NAND Flash的固态存储器,但由于空间环境中单粒子翻转效应的影响,以及存储器芯片在操作过程中因为阈值电压偏移导致的位比特错误等原因,存储设备的可靠性降低。为提高数据存储设备的数据容错性,依据NAND Flash芯片物理结构和数据存储结构,具有针对性地提出RS(256,252)码+LDPC(8192,7154)码级联的纠检错并行编码设计,并优化编码算法的电路实现方法。建模仿真和地面测试系统测试结果表明:该设计具有低硬件开销、低功耗和高可靠性的优点。存储系统的数据总容量达512 Gb,有效数据吞吐率为700 Mb/s,能够满足航天器固态存储控制器对大容量数据控制和高数据吞吐量的设计需求。     

北斗卫星导航系统多进制LDPC编码性能评估

考虑到卫星导航系统传输距离远、落地信号功率低，导航接收机在复杂遮挡环境下可能受到干扰不能正常解调电文，导航电文设计中一般采用纠错编码获取编码增益来提升恶劣环境下的解调性能。随着技术水平的提高，各大系统在现代化升级过程中越来越多地采用性能更优的纠错编码，北斗全球系统现代化信号导航电文将采用多进制LDPC编码。在研究多进制LDPC编译码原理基础上，首次对北斗采用的64进制LDPC进行了软件仿真和硬件实现，对北斗卫星导航系统多进制LDPC编译码性能和实现复杂度进行了仿真分析和试验平台测试，结果表明，多进制LDPC编码方案具有较高的编码增益，相对二进制LDPC有0.4~0.8 dB的优势，对于恶劣环境下的解调性能具有较大改善，该研究可为北斗现代化信号接收终端研发提供参考。     

基于条件矩阵的LDPC码构造及其在MBC系统中的应用

根据流星余迹信道的特点,在分析LDPC编译码算法的基础上,提出在流星余迹通信(MBC)中使用基于条件矩阵的LDPC编码,使其适应流星信道特点,提高系统性能。仿真结果表明,这种LDPC编码较RS码和Mackay随机构造的LDPC编码有更优的性能。     

面向GPU的5G新型无线电的高吞吐率LDPC译码器

提出了一种基于图形处理单元(graphic processing unit, GPU)的5G软件无线电准循环低密度奇偶校验(low density parity check, LDPC)码译码器,为了节省片上和片下带宽,采用码字缩短和打孔技术、两级量化和数据打包方案,以提升数据带宽的利用率。实验基于Nvidia RTX 2080Ti GPU平台实现了高码率情况下的最小和近似译码算法的并行译码,通过分析GPU上的最优线程设置,将码率为5/6的(2 080,1 760) LDPC算法的译码吞吐率提升至1.38 Gbit/s,译码吞吐率性能优于现有其他基于GPU的LDPC译码器。     

LDPC-Coded MIMO-OFDM系统的一种判决反馈信道估计算法

研究了LDPC编码在MIMO-OFDM系统中的应用,提出了基于LDPC编码的MIMO-OFDM系统的一种改进判决反馈信道估计算法,该算法一方面利用多步预测和干扰对消技术改进了判决反馈算法的精度,另一方面利用空时解码后的序列和LDPC译码后的序列进行了两级反馈信道估计。该算法在利用LDPC码优异的低误码性能改善信道估计精度的同时,有效地改进了LDPC帧过长导致时变信道条件下的信道估计不精确的问题。     

基于HEVC帧内硬件编码器的架构及算法

针对战场视频情报的编解码,提出了一种基于HEVC标准的帧内编码器的硬件结构及算法实现,支持分辨率为2160@30fps视频的实时帧内编码操作。编码器基于码域的bin计数和基于变换域的失真估计简化率失真分析,可以对大量帧内预测模式进行筛选。同时建立单独的4×4块重构回路,以支持帧内4×4模式;不同尺寸的块交叉处理以补偿重构回路的延时。编码器的实现使用了TSMC-90 nm芯片的1 086 k门以及52 kB片上内存。在2160p@30fps视频序列下,相比于HM软件,BD-Rate均值为5.46%。     

基于MSA的高阶调制信号比特度量算法的研究

最小和算法(MSA)折中了译码性能和运算复杂度两个方面,是低密度奇偶校验码(LDPC码)硬件实现最常用的译码算法。比特后验概率对数似然比(LLR)是LDPC码MSA译码的关键参数,现有的高阶调制信号比特后验概率LLR计算方法及简化算法都需要估计噪声方差,估计值影响译码性能。论文从分析M阶无记忆二维调制信号比特后验概率LLR通用的计算方法入手,研究了适用于MSA译码的高阶调制信号比特后验概率LLR简化算法,该算法无需估计噪声方差,进一步降低了运算量和实现复杂度。     

一种新颖的并行级联LDPC码译码算法

针对传统的并行级联低密度奇偶校验码(PCGC)译码算法采用串行算法导致译码延迟大,难以在实时通信系统中应用的问题,提出了一种新颖的PCGC码译码算法,该算法通过对各子码进行并行消息迭代,对相同的信息位进行变量消息联合更新,实现了PCGC码的并行译码。理论分析和仿真结果表明,提出的PCGC码译码算法相较于传统译码算法译码延迟降低,信噪比较低时误码率性能弱于后者,信噪比较高时,误码率性能优于后者。     

多载波码分多址在低密度二分图上的建模与分析

多载波码分多址是移动通信重要的多址技术之一,传统方法将扩频序列的构造和多用户检测单独考虑,未能做到发射机和接收机的一体化设计。受到低密度奇偶校验码的启发,基于图论建立多载波码分多址收发机模型,采用二分图定义码片和数据符号间的扩频关系。在此基础上,利用适合低密度二分图的消息传递算法完成多用户迭代检测,推导并分析洪水消息传递和串行消息传递两种检测机制。仿真结果表明,当传统的多载波码分多址系统陷入严重过载而不能正常通信的情况下,基于低密度二分图的多载波码分多址系统依然能够达到理想的传输性能,为下一代移动通信系统的设计提供了有益的参考。     

基于规则LDPC码校验矩阵的测试响应压缩方法研究

摘要：针对现有的测试响应压缩方法在未知位处理能力、混淆能力、诊断能力和压缩能力方面只侧重于单一能力的问题,首次将LDPC编码技术应用于测试响应压缩中,提出一种基于规则LDPC码校验矩阵的测试响应压缩方法．通过对上述4种能力进行仿真分析得出,该方法与现有测试响应压缩方法相比整体性能有明显的提升．     

P2P系统中数据复制算法研究

比较分析了P2P系统中各种数据复制算法,并提出了一种基于LDPC编码的数据复制算法Dyre,数据块采用动态分配算法存储到节点中,在节点邻居中保存数据块的副本以提高数据块的有效性,数据块的数量过小时重建数据块。实验表明,即使节点的可靠性非常低,该算法也能够获得很高的数据可用性。     

基于改进欧几里得算法的卷积码快速盲识别算法

卷积码盲识别技术在信号截获、智能移动通信、多点广播通信等领域具有广泛应用,针对卷积码的快速盲识别问题,对经典欧几里得算法进行了改进,提出了一种基于改进欧几里得算法的卷积码的快速盲识别方法。算法对卷积码码率进行遍历,通过欧几里得迭代算法求解卷积的校验多项式,实现了任意码率卷积码的快速盲识别。对算法进行了仿真,仿真结果验证了算法的有效性,且算法的计算量小于文献中已有算法。     

基于小波游程编码的改进算法

提出一种基于小波和数学形态学的自适应游程编码的改进算法.与其他优秀的小波图像编码算法一样,自适应游程编码是一种对小波域经数学形态学处理得到的小波显著系数的有效编码方式.图像小波分解.经数学形态学膨胀处理后,位平面将出现大量极长的连"0",利用游程编码将是非常有效的.改进的自适应游程编码算法最突出的新特点是其可以将原始比特流转换成码长的二进制编码.实验结果表明,当连续码流相等的情况下,改进的算法可以有效减少编码长度.