面向高可靠低时延通信的信道编码技术研究综述

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作者 蔡穗华 王义文 +1 位作者 白宝明 马啸 《电子学报》 北大核心 2025年第2期629-644,共16页

高可靠低时延通信技术是目前无线通信领域的热点问题之一,其关键在于高性能的中短码长信道编码技术的实现.与以往长码设计不同的是,在有限码长下,编码速率受误码率性能制约,因而需要针对性地进行编码构造、译码算法设计以及编码性能分... 高可靠低时延通信技术是目前无线通信领域的热点问题之一,其关键在于高性能的中短码长信道编码技术的实现.与以往长码设计不同的是,在有限码长下,编码速率受误码率性能制约,因而需要针对性地进行编码构造、译码算法设计以及编码性能分析与优化.目前已有面向中短码长的极化码、咬尾卷积码等编码技术的研究,但主要都是面向特定码长码率的优化设计,难以满足实际应用对灵活编码参数的要求.基于此,本文对中短码长编码技术进行全面归纳梳理与深度探讨分析,首先综述了现有有限码长编码性能界的理论分析方法,随后对近年来提出的编码技术进行了梳理,并分析比较每种编码技术的优缺点,最后详细探讨了针对低时延高可靠场景的新型编码技术,并对未来研究方向与发展趋势进行探讨和展望. 展开更多

关键词 信道编码 高可靠低时延通信 列表译码 有限码长容量 极化码 咬尾卷积码 双向叠加编码传输

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基于校验函数梯度的Turbo码编码器识别

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作者 陈增茂 刘美祯 +1 位作者 孙志国 孙溶辰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1826-1833,共8页

针对现有的Turbo码编码器识别算法中存在容错性差和计算量大的问题,本文提出了计算复杂度低和在低信噪比条件下容错性强的编码器识别算法。本文利用码元之间线性约束关系,构造代价函数,定义每个时刻的函数符合度,这个概念能明确地展现... 针对现有的Turbo码编码器识别算法中存在容错性差和计算量大的问题,本文提出了计算复杂度低和在低信噪比条件下容错性强的编码器识别算法。本文利用码元之间线性约束关系,构造代价函数,定义每个时刻的函数符合度,这个概念能明确地展现每个时刻码元之间约束关系的强弱;函数符合度将作为识别递归系统卷积码的代价函数,待识别的生成多项式参数的概率值作为代价函数的变量,将RSC码识别问题进而转化为代价函数求解极大值问题。利用迭代更新的方式,在迭代次数一定的条件下,对函数中的未知生成矩阵参数求解梯度,完成对未知生成矩阵参数的识别。仿真结果表明:算法在迭代20次时可以对编码器参数的识别收敛,同时在低信噪比条件下相比已有算法容错性强、计算复杂度低。 展开更多

关键词 低信噪比 函数符合度 递归系统卷积码 梯度

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Turbo码的编码调制技术 被引量：6

3

作者 王嘉梅 戴懿 郑志航 《电讯技术》 北大核心 1999年第1期76-81,89,共7页

本文研究了Turbo码与网路编码调制（TrellisCodedModulation，TCM）相结合的Turbo码编码调制技术，给出了3种Turbo码与TCM相结合的调制方案，并进行了比较。对方案三进行了计算机模拟,从模拟得到的性能曲线表明，其性能要优于传统的采... 本文研究了Turbo码与网路编码调制（TrellisCodedModulation，TCM）相结合的Turbo码编码调制技术，给出了3种Turbo码与TCM相结合的调制方案，并进行了比较。对方案三进行了计算机模拟,从模拟得到的性能曲线表明，其性能要优于传统的采用卷积码的TCM调制。 展开更多

关键词 数字通信技术 卷积码 网格编码调制 TURBO

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基于陷阱检测的咬尾卷积码译码算法 被引量：5

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作者 王晓涛 钱骅 +1 位作者 徐景 杨旸 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期2300-2305,共6页

该文分析了循环维特比算法(CVA)中存在的循环陷阱问题,并证明了传统基于CVA的咬尾卷积码译码算法中存在的不足,提出了一种高效率的咬尾卷积码译码算法。该算法通过检测两次不同迭代中获得的两条最大似然路径是否相同来判断是否有循环陷... 该文分析了循环维特比算法(CVA)中存在的循环陷阱问题,并证明了传统基于CVA的咬尾卷积码译码算法中存在的不足,提出了一种高效率的咬尾卷积码译码算法。该算法通过检测两次不同迭代中获得的两条最大似然路径是否相同来判断是否有循环陷阱产生,并及时终止循环,减少冗余迭代;在没有循环陷阱产生的情况下,新算法比较当前迭代中最大似然路径和已经发现的最优咬尾路径是否相同来自适应终止迭代。文中对循环陷阱检测方案和自适应终止方案做了进一步优化,即利用路径的净增量而非路径本身作为检测量。实验结果表明新算法提高了译码效率,降低了译码复杂度。 展开更多

关键词 咬尾卷积码 循环维特比算法 循环陷阱 最大似然路径

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LTE系统中咬尾卷积码的编译码算法仿真及性能分析 被引量：4

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作者 陈发堂 陶根林 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2010年第9期3338-3340,3355,共4页

介绍了LTE系统中的咬尾卷积编码器,分析了该编码器的增益,在众多译码算法的基础上研究咬尾卷积码的几种译码算法,通过MATLAB对这几种译码算法在不同信道环境、不同长度数据块的情况下进行性能仿真,并对仿真结果进行分析。从性能和复杂... 介绍了LTE系统中的咬尾卷积编码器,分析了该编码器的增益,在众多译码算法的基础上研究咬尾卷积码的几种译码算法,通过MATLAB对这几种译码算法在不同信道环境、不同长度数据块的情况下进行性能仿真,并对仿真结果进行分析。从性能和复杂度这两个角度考虑,两步维特比算法较适合作为LTE通信系统中咬尾卷积码的译码方法。 展开更多

关键词 3GPP长期演进(LTE) 咬尾卷积码 维特比 算法 译码 仿真

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截断卷积码的重量枚举函数的计算 被引量：1

6

作者 张路 万蕾 匡镜明 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期517-520,共4页

针对 Turbo码和串行级联卷积码的好码搜索 ,提出了一种栅格合并方案实现卷积码的码重分布统计 .该方案以起始的局部栅格经编码后所得的码重分布为基础 ,按照把栅格路径长度每次增加为原来的 2倍的频率对栅格进行迭代合并 ,最终得到相应... 针对 Turbo码和串行级联卷积码的好码搜索 ,提出了一种栅格合并方案实现卷积码的码重分布统计 .该方案以起始的局部栅格经编码后所得的码重分布为基础 ,按照把栅格路径长度每次增加为原来的 2倍的频率对栅格进行迭代合并 ,最终得到相应的全局码重分布 .与传统的利用状态转移图计算卷积码的码重分布的方法相比 ,这种栅格合并方案在中、低交织时延下与传统方法的计算复杂度相当 ,但是省去了大量的预备工作 ,具有一定的实用意义 . 展开更多

关键词 截断卷积码 重量枚举函数 串行级联卷积码 反馈系统卷积码 非反馈系统卷积码

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Turbo码的并行算法研究 被引量：1

7

作者 崔琳莉 杨帆 彭启琮 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2010年第7期638-642,共5页

不同于传统的Turbo码,该文基于扩展咬尾递归系统卷积码(extended tail Biting recursive systematic,ETB-RSC)的思想,提出了一种并行的扩展咬尾Turbo码(parallel extended tail biting turbo code,PE-TBTC),它通过将接收序列分为若干子... 不同于传统的Turbo码,该文基于扩展咬尾递归系统卷积码(extended tail Biting recursive systematic,ETB-RSC)的思想,提出了一种并行的扩展咬尾Turbo码(parallel extended tail biting turbo code,PE-TBTC),它通过将接收序列分为若干子序列并行译码来显著提高译码速率。理论分析和仿真结果表明,PE-TBTC译码结构在不降低系统性能的前提下,以牺牲一定的硬件资源为代价,可以成倍地缩短译码所需时间。 展开更多

关键词 TURBO码 咬尾递归系统卷积码 并行处理

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一类基于经典卷积码的量子稳定子码 被引量：1

8

作者 邢莉娟 李卓 王新梅 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期277-281,共5页

提出了一类新的量子稳定子码的构造方法.寻找量子稳定子码的问题可以转化为寻找GF(4)上迹内积自正交的经典码问题.根据这一关系,首先证明了GF(4)上经典卷积码迹内积自正交的充要条件,然后寻找满足该条件的经典卷积码,再将找到的经典卷... 提出了一类新的量子稳定子码的构造方法.寻找量子稳定子码的问题可以转化为寻找GF(4)上迹内积自正交的经典码问题.根据这一关系,首先证明了GF(4)上经典卷积码迹内积自正交的充要条件,然后寻找满足该条件的经典卷积码,再将找到的经典卷积码通过"咬尾"变换得到具有简单分组结构的tail-biting码,证明了该类tail-biting码是迹内积自正交的,从而构造出对应的量子稳定子码.该类码构造方法简单,码距接近理论上限. 展开更多

关键词 量子稳定子码 经典卷积码 tail-biting码 迹内积 自正交

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改进的Turbo码算法的FPGA实现 被引量：4

9

作者 赵雅兴 张宁 《信号处理》 CSCD 2002年第3期237-240,共4页

本文提出一种使用ＦＰＧＡ实现改进的Ｔｕｒｂｏ码算法的方法。在选用改进的最优周期交织序列的交织器和ＳＩＳＯ(软输入软输出)译码器的Ｍａｘ－Ｌｏｇ－ＭＡＰ译码算法的硬件实现过程中,采用“自上而下” 和“自下而上”相结合的设计... 本文提出一种使用ＦＰＧＡ实现改进的Ｔｕｒｂｏ码算法的方法。在选用改进的最优周期交织序列的交织器和ＳＩＳＯ(软输入软输出)译码器的Ｍａｘ－Ｌｏｇ－ＭＡＰ译码算法的硬件实现过程中,采用“自上而下” 和“自下而上”相结合的设计方法。在采用并行算法的同时巧妙地改变前向矢量的计算顺序,减少了占用的硬件资源。整个设计在ＭＡＸ＋ＰＬＵＳⅡ软件环境下仿真的结果表明,本设计实现的改进的Ｔｕｒｂｏ码编码/译码器具有良好的误码性能和较高的实用价值。 展开更多

关键词 TURBO码 算法 FPGA 迭代系统卷积码 信源编码

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长约束非递归系统卷积码的盲识别

10

作者 王甲峰 胡茂海 +1 位作者 蒋鸿宇 漆钢 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期18-23,29,共7页

针对长约束非递归系统卷积码识别性能随约束长度增加而迅速恶化的问题,提出一种基于码型转换的识别方法。该方法适用于1/2长约束非递归系统卷积码及以其为母码的(n-1)/n删除卷积码。首先根据编码原理,利用编码数据构造一种码长约为原卷... 针对长约束非递归系统卷积码识别性能随约束长度增加而迅速恶化的问题,提出一种基于码型转换的识别方法。该方法适用于1/2长约束非递归系统卷积码及以其为母码的(n-1)/n删除卷积码。首先根据编码原理,利用编码数据构造一种码长约为原卷积码约束长度1/n的线性分组码;然后求取该线性分组码的校验矩阵,进而从校验矩阵中重构原卷积码的生成多项式。对IESS309中涉及到的两种长约束非递归系统卷积码进行仿真试验。相对于现有方法,当码率为1/2时,识别性能约改善了1dB;当码率为2/3和3/4时,改善程度均超过了2dB。仿真结果表明,与现有方法相比,所提方法具有更好的识别性能。 展开更多

关键词 非递归系统卷积码 删除卷积码 线性分组码 约束长度 生成多项式

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基于共轭梯度求解代价函数的卷积码参数识别算法 被引量：4

11

作者 陈增茂 陆丽 +1 位作者 孙志国 孙溶辰 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期3235-3242,共8页

卷积码常作为级联码、Turbo码等高性能编码的子码,正确识别出卷积码的参数是级联码、Turbo码参数识别的基础,这要求卷积码参数识别算法具有较强的抗噪能力。利用解调软判决序列可以有效提高识别算法的抗噪能力。根据递归系统卷积码编码... 卷积码常作为级联码、Turbo码等高性能编码的子码,正确识别出卷积码的参数是级联码、Turbo码参数识别的基础,这要求卷积码参数识别算法具有较强的抗噪能力。利用解调软判决序列可以有效提高识别算法的抗噪能力。根据递归系统卷积码编码码元间的线性约束关系构造了一个基于指数函数的代价函数模型,将生成矩阵的识别问题转化成求解代价函数极小值的最优化问题,并采用共轭梯度法不断逼近极小点。仿真结果显示,与现有算法相比,所提方法显著提高了抗噪能力,且适用性强、收敛速度快。 展开更多

关键词 卷积码参数识别 递归系统卷积码 解调软判决 最优化方法 共轭梯度法

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TBCC译码辅助的短数据块盲帧同步技术 被引量：2

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作者 李智鹏 窦高奇 《信号处理》 CSCD 北大核心 2022年第4期799-805,共7页

咬尾卷积码(Tail-biting Convolutional Codes,TBCC)消除传统归零卷积码带来的码率损失,在短数据块编码时具有较明显的性能优势。本文结合TBCC译码,从降低同步开销,提高短数据块传输效率角度,提出一种适用于TBCC译码辅助盲帧同步方案。... 咬尾卷积码(Tail-biting Convolutional Codes,TBCC)消除传统归零卷积码带来的码率损失,在短数据块编码时具有较明显的性能优势。本文结合TBCC译码,从降低同步开销,提高短数据块传输效率角度,提出一种适用于TBCC译码辅助盲帧同步方案。该方案利用TBCC校验矩阵约束构造节点矩阵,然后累加每个比特的真实度量作为同步度量准则,并在识别出正确同步位置的同时完成译码。仿真结果表明,对于短数据块盲同步,基于软判决的计算真实度量方案相比硬判决有明显的性能优势,在高信噪比下接近理想同步的性能。 展开更多

关键词 咬尾卷积码 短块 盲帧同步 校验矩阵

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低复杂度的TBCC自适应循环VA译码算法 被引量：1

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作者 李智鹏 窦高奇 邓小涛 《信号处理》 CSCD 北大核心 2021年第6期1086-1092,共7页

咬尾是一种将卷积码转换为块码的技术,它消除了归零状态所造成的码率损失,同时避免了截尾带来的性能降低,在短块编码中具有明显优势。针对咬尾卷积码(TBCC)现有译码算法复杂度过大和收敛性问题,提出一种低复杂度的TBCC自适应循环维特比(... 咬尾是一种将卷积码转换为块码的技术,它消除了归零状态所造成的码率损失,同时避免了截尾带来的性能降低,在短块编码中具有明显优势。针对咬尾卷积码(TBCC)现有译码算法复杂度过大和收敛性问题,提出一种低复杂度的TBCC自适应循环维特比(VA)译码算法。该算法根据信道变化自适应调整译码迭代次数,使咬尾路径收敛到最佳。通过仿真对比不同译码算法的块错误率和译码迭代次数,结果表明TBCC性能明显好于传统卷积码;相比于同类循环VA算法,在不降低性能的前提下,改进算法简化了停止规则,减少译码迭代次数和复杂度,在低信噪比时,改进算法比传统绕维特比译码算法(WAVA)平均迭代次数减少约4次。 展开更多

关键词 块码 咬尾卷积码 自适应译码 低复杂度

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LTE中卷积码的译码器设计与FPGA实现 被引量：1

14

作者 李冬冬 《现代电子技术》 2011年第13期46-48,52,共4页

基于长期演进(LTE)的Tail-biting卷积码,介绍了维特比译码算法,它是一种最优的卷积码译码算法。由于Tail-biting卷积码的循环特性,采用固定延迟译码的方法,降低了译码复杂度。通过使用全并行的结构及简单的回溯存储方法,设计了一个具有... 基于长期演进(LTE)的Tail-biting卷积码,介绍了维特比译码算法,它是一种最优的卷积码译码算法。由于Tail-biting卷积码的循环特性,采用固定延迟译码的方法,降低了译码复杂度。通过使用全并行的结构及简单的回溯存储方法,设计了一个具有高速和低复杂度的固定延迟译码器。在FPGA上实现并验证,验证结果表明译码器的性能满足了LTE系统的要求。 展开更多

关键词 LTE tail—biting卷积码 维特比译码算法 固定延迟译码 FPGA

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基于LTE截尾卷积码的译码算法改进研究

15

作者 孟夏 申敏 王飞 《光通信研究》 北大核心 2008年第6期65-67,共3页

文章基于LTE(长期演进)采用的截尾卷积码,介绍了截尾卷积码的循环维特比译码算法(CVA)和环绕维特比算法(WAVA),并综合两种算法的优点,对现有算法做了改进,减小了译码计算的复杂度。仿真结果表明,同WAVA相比,改进算法可获得较好的效果,... 文章基于LTE(长期演进)采用的截尾卷积码,介绍了截尾卷积码的循环维特比译码算法(CVA)和环绕维特比算法(WAVA),并综合两种算法的优点,对现有算法做了改进,减小了译码计算的复杂度。仿真结果表明,同WAVA相比,改进算法可获得较好的效果,且计算量减小了1/4。 展开更多

关键词 长期演进 截尾卷积码 循环维特比译码算法 环绕维特比算法

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低信噪比下RSC码快速迭代寻优识别算法 被引量：4

16

作者 吴昭军 张立民 +1 位作者 钟兆根 孙雪丽 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1566-1574,共9页

为了解决现有算法在RSC码多项式参数识别过程中,实时性不好和容错性差两大缺点,提出了具有低信噪比适应能力的RSC码快速迭代识别算法.首先根据RSC码元之间的线性约束关系,定义了双曲正切符合度概念,该概念能够表征在某一多项式参数下,... 为了解决现有算法在RSC码多项式参数识别过程中,实时性不好和容错性差两大缺点,提出了具有低信噪比适应能力的RSC码快速迭代识别算法.首先根据RSC码元之间的线性约束关系,定义了双曲正切符合度概念,该概念能够表征在某一多项式参数下,截获码元之间的线性关系成立的可能性大小;其次将截获码元总的双曲正切符合度值作为代价函数,然后将待识别的多项式参数的概率值作为代价函数自变量,从而将RSC码参数识别问题转化为多元函数极大值求解问题;最后利用变步长梯度上升方法,在有限次的迭代下,完成在连续概率空间中代价函数极大值求解,最终完成RSC码参数识别.提出的算法收敛速度快且稳定,除了具有较强的低信噪比适应能力外,其计算量与编码器寄存器个数以及码元路数成平方倍数增长.仿真实验表明:提出的算法最多在第5次迭代时,就能完成参数的收敛,同时低信噪比的适应能力较强,即使在0dB条件下,RSC码多项式参数识别率能达到90%以上;与现有的相关算法相比,所提算法的低信噪比适应能力提高了近3dB,同时完成一次参数识别的时间大大降低. 展开更多

关键词 RSC码 双曲正切符合度 变步长 梯度上升法 识别

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高误码率下Turbo码分量编码器快速识别算法 被引量：2

17

作者 张立民 吴昭军 钟兆根 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期235-243,共9页

针对目前Turbo码中,分量编码器递归系统卷积码识别算法计算量大,容错性不好两大缺点,该文提出了一种容错性能较好的快速识别算法。首先,在分析递归系统卷积码特殊结构的基础上,定义了更具普遍意义的广义码重概念;其次,建立出递归系统卷... 针对目前Turbo码中,分量编码器递归系统卷积码识别算法计算量大,容错性不好两大缺点,该文提出了一种容错性能较好的快速识别算法。首先,在分析递归系统卷积码特殊结构的基础上,定义了更具普遍意义的广义码重概念;其次,建立出递归系统卷积码生成多项式数据库,按照数据库中多项式是否为实际编码多项式的情况,分析出多项式所对应的结果向量广义码重概率分布;然后,按照分析出的广义码重概率分布,基于极大极小准则,导出快速识别算法判决门限的计算公式;最后通过遍历多项式数据库,将遍历的多项式所对应的校验方程广义码重值与判决门限比较,从而实现参数的快速识别。仿真结果表明:理论分析出的广义码重概率分布与仿真结果相一致,同时算法容错性能较好,在误码率高达0.09的条件下,各种编码约束长度下的递归系统卷积码识别率在90%以上,并且计算复杂度较小。 展开更多

关键词 递归系统卷积码 多项式数据库 判决门限 极大极小准则 识别

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基于离散PSO算法的RSC码识别 被引量：2

18

作者 吴昭军 张立民 +1 位作者 钟兆根 刘杰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1644-1651,共8页

针对目前RSC码盲识别算法容错性不好、计算量大的缺点,提出了基于离散PSO算法的RSC码识别方法.首先根据RSC码特殊的编码结构,构建出基于离散PSO算法的识别模型,并推导出了算法的适应度函数以及算法终止的判决门限;其次,按照构建出的识... 针对目前RSC码盲识别算法容错性不好、计算量大的缺点,提出了基于离散PSO算法的RSC码识别方法.首先根据RSC码特殊的编码结构,构建出基于离散PSO算法的识别模型,并推导出了算法的适应度函数以及算法终止的判决门限;其次,按照构建出的识别模型,提出了详细的RSC码编码参数的识别步骤和流程框图,克服了目前RSC码识别算法的缺陷.仿真实验表明:该算法在寄存器个数较小时,具有较高的识别性能;同时在误码率高达0.05条件下,各种寄存器个数下的RSC码参数识别率均能达到90%以上,部分甚至达到100%,且算法的计算量仅仅与寄存器个数以及码元路数呈线性增加,与Walsh-Hadamard算法相比,计算量大大减少. 展开更多

关键词 RSC码 离散PSO算法 适应度函数 终止门限 识别

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