短帧长Turbo编译码的FPGA实现研究

对深空通信中短帧长信息的Turbo编译码FPGA实现进行了研究。设计了Turbo编译码方法,编码由两个分量编码器并行级联组成,选择递归系统卷积码,编码采用特殊行列交织器;译码由两个独立的软输入软输出译码器串行联级联组成,采用近似Log-Map算法。给出了Turbo编译码的现场可编程逻辑阵列(FPGA)实现,给出了Turbo编译码单元的接口和顶层接口时序,以及Map译码单元流程。仿真结果表明:对帧长小于500b、码率为1/2的Turbo编译码器的FPGA实现了编码数据实时输出,译码延时0.45ms,满足输入数据速率要求。实测结果验证了仿真结果与理论性能相符。     

深空通信中的Turbo折线译码器设计

基于分段线性逼近Turbo译码校正函数的方法,提出了Log-MAP折线逼近法。在保证Turbo码固有性能的前提下,其误比特率性能接近MAP(最大后验概率译码)和Log-MAP(对数最大后验概率译码)的理论译码性能,改善系统资源占用情况,同时与Max-Log-MAP的运算速度相差无几。软件仿真结果表明,折线逼近法能带来0.35dB的编码增益。用硬件语言进行描述,时序仿真显示,系统主要资源占用率只比Max-Log-MAP提高8%,系统延时与Max-Log-MAP相当,通过Xilinx的Virtex2系列芯片的实验表明译码速率可达25MHz。     

Turbo乘积码技术及其FPGA实现

介绍Turbo乘积码的基本概念,对chase译码算法、硬判决码字的可靠性计算、串行和并行迭代译码算法及其FPGA硬件描述语言的实现作了介绍和仿真,给出了仿真的译码性能曲线。     

一种适用于深空通信的有限随机性喷泉码算法

基于数字喷泉的编译码技术无码率、不需要反馈的特点可适应深空环境下的文件传输。但传统的喷泉随机编码算法需要10^4量级以上的码长以保证可恢复概率,且原有的译码算法是一种次优方案,无法满足功率和存储空间严格受限的深空通信系统。提出了一种限制编码过程中部分随机性的相关列补偿编码算法,采用渐增高斯消去算法优化译码性能。仿真结果表明所提出的联合优化编译码方案能使码长不大于10^3的喷泉码在冗余度小于0.20的情况下,获得10^-4的译码失败率,较好地解决了传统数字喷泉码在空间通信系统中的适用问题。     

一种改进的LDPC码BP译码算法

LDPC码作为纠错能力最强的信道编码,在深空通信中具有广泛的应用前景。研究了LDPC码的BP译码算法,并对该算法进行了仿真,分析了LDPC码的误码率随BP译码迭代次数的演化情况,提出了一种改进的BP译码算法。经过仿真验证,改进的BP译码算法,在信噪比低于译码阈值时能够大幅地减少译码迭代次数,降低运算复杂度,而性能却几乎没有降低。这种改进的BP译码算法对LDPC码在深空通信中的应用具有重要的意义。
     

北斗卫星导航纠错码BCH(15,11)快速译码算法及实现结构

为了提高北斗卫星导航系统定位、导航、授时等服务的精确性,减弱空地信道噪声的干扰,北斗卫星导航系统采用循环码BCH(15,11)作为前向纠错码.在北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件中提出校正子错误图样查表的译码方法,此译码算法需要预先存储错误图样,译码时,先用除法电路得到校正子,再查表得到错误码,查找、匹配费时,具有较大的延时,效率不高.针对此种的BCH(15,11)硬判决译码算法性能低下问题,本文提出了一种基于循环长除法的BCH(15,11)硬判决快速译码算法,该算法只利用有限域F2中的循环长除法即可快速译码,不需要存储错误图样,也不需要解BM(Berlekamp-Massey)方程,硬件实现只需要循环移位和模2相加,组合逻辑电路即可实现;若软件实现时,CPU和内存占用资源少,理论和仿真证明,此算法有效可行,译码速度快,软硬件实现简单易行,适合工程化实现和应用,是实际接收机的良好选择.     

低密度奇偶校验码快速收敛译码算法研究

介绍低密度奇偶校验码(LDPC码)的构造方法和置信传播译码算法,引入基于校验节点的一种快速收敛译码算法——串行译码算法。从树的深度方面分析串行译码算法的消息收敛特性,证明该算法与置信传播译码算法相比具有较好的收敛特性,且降低了译码复杂度。在加性高斯白噪声(AWGN)环境下,采用BPSK调制方式分别对串行译码算法和置信传播算法进行了计算机仿真。结果表明,串行译码算法的译码性能具有明显的改善。该算法使硬件实现变得更容易,资源占有量会降低,这就为LDPC码的工程实现提供了一种可行的方案。     

直扩通信系统信噪比估计在LDPC译码中的应用

针对LDPC码的信噪比误差使置信传播(BP)译码算法性能下降的问题,提出一种扩频码辅助的直接序列扩频信号信噪比最大似然估计算法,并利用解扩后的相关值序列对存在的小多普勒频偏情况进行修正。仿真结果表明,该算法在较低信噪比时仍可以达到比较好的估计精度,采用估计信噪比作为BP译码先验概率对译码性能影响非常小。     

BCM码的软输出迭代译码

ＢＣＭ码是由Ｉｍａｉ与Ｈｉｒａｋａｗａ首次提出的＾「１」，能够在不扩展带宽的前提下获得很大的编码增益，ＢＣＭ码的译码有多种方法，其中多级译码较好地实现了性能与复杂度的折衷。本文在多级译码的基础上，利用＾「２」中给出的三种方法来改善ＢＣＭ码的译码性能。不同的是此处用于软输出译码中的可靠信息不是通过ＭＡＰ算法而是由软输出Ｖｉｔｅｒｂｉ译码算法（ＳＯＶＡ）得到的，从而使得译码复杂度大大降低，文中对成分码选用重复码、汉明码时的ＢＣＭ码在加性白高斯噪声信道（ＡＷＧＮ）中的性能进行了仿真，结果表明，采用这种方法对ＢＣＭ进行译码时可在误码率为１０＾－５时获得１．７ｄＢ的编码增益，而复杂度仅在原硬输出译码的基础上增加了５０％，是ＭＡＰ算法的２５％。     

一种维特比译码改进算法的研究

介绍传统维特比译码算法的基本原理;根据卷积编码的原理,结合(2,1,7)卷积码的子网表,提出一种维特比译码的改进算法,仿真结果表明,改进算法是可行的;最后通过数据分析,得出该算法与传统的译码算法相比具有存储量小、译码延迟短的优点。该算法同样适用于其它的卷积编码。     

缩短BCH码（16，8，5）编译码算法及其实现

BCH码由于编译码简单、纠错性能好而广泛应用于工程实践中。文章从传统编译码方法的原理、性能、优缺点及应用情况出发,推导出一种缩短BCH码（16,8,5）的查表编译码方法。经过VHDL仿真验证,该方法简单实用,占用硬件资源少,是工程实践中一种较好的方法。     

3GPP中TFCI编译码研究

在3GPP（第三代合作项目）协议中,为了提高传输格式组合指示（TFCI）的可靠性,对其采取了基于Reed-Muller码的超码编码。与经典RM编码相比,不但增加了码距,提高了纠错能力,而且可以利用快速哈达玛变换（FHT）提高译码速度。文章对协议中的编译码算法进行了研究,并对其纠错能力进行了仿真。     

基于航天测控通信系统LT码的应用研究

针对航天测控通信系统传输距离远,信道噪声干扰大等特点,研究了一种适用的LT编译码方案。基于对译码过程中预处理集分析给出的最优度分布理论模型,提出了一种混合型度分布函数。该函数为一种次优度分布,综合了部分常用度分布函数的优点,可有效提高编译码性能。优化后的LT编译码方案在航天测控系统中的应用进行了仿真,结果表明:译码效率提高了16.67%,且保持了良好的编码增益,适于系统的应用需求。     

一种用于深空通信的系统LT码

针对传统LT（Luby Transform）码用于深空通信时性能不理想的问题,通过重构LT码的二分图设计适用于深空通信环境的系统LT码,提出一种去环编码算法。采用外信息转移图分析系统LT码的收敛阈值,然后通过仿真试验评估系统LT码的性能。仿真结果表明,采用本文提出的编码方案的系统LT码能够明显降低错误平层,提高译码算法的性能。     

差分编码OQPSK调制解调器设计

OQPSK调制性能大大优于 QPSK,但由于 OQPSK调制的特殊性 ,其差分编解码相应比较复杂 ,文中对DOQPSK的差分编解码和调制解调原理进行了深入的分析 ,针对传统 DOQPSK相干解调和解码方法存在的问题 ,给出一种简单高效的改进 DOQPSK解调和解码方法。该方法不仅结构简单 ,同时消除了与 DQPSK解调相比存在的 3 d B解调损失问题 ,大大提高系统的解调性能     

LDPC编译码方法综述

目前的研究均表明LDPC码是信道编码中纠错能力最强的一种码,其译码器结构简单,在深空探测、卫星通信等领域可得到广泛的应用。文章介绍了LDPC码,综述了其编码方法和译码方法。在编码方法中分别描述了校验矩阵的构造和基于校验矩阵的编码算法,译码方法中主要论述了消息传递译码算法、置信传播译码方法、最小和译码算法、比特翻转译码算法和加权比特翻转译码方法。同时对LDPC码编译码方法的发展作了分析。     

LDPC码在深空通信中的应用技术研究

在DVB-S2标准提出的LDPC码校验矩阵的构造方法以及编码算法的基础上,对LDPC码编码复杂度以及译码性能进行了分析和仿真验证;在AGWN信道下,采用BPSK调制方式对DVB-S2标准码长为16200、码率为0.5的LDPC码进行了计算机仿真。仿真结果表明,LD-PC码纠正突发错误和随机错误的能力均很强,具有很高的纠错比特数,适合应用在深空通信的恶劣环境中;并初步论述了深空通信的信道特点,通过和Turbo码比较,分析了LDPC码作为深空通信系统信道编译码方案的可行性。