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Implementation of encoder and decoder for LDPC codes based on FPGA 预览
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作者 CHENG Kun SHEN Qi +1 位作者 LIAO Shengkai PENG Chengzhi 《系统工程与电子技术:英文版》 SCIE EI CSCD 2019年第4期642-650,共9页
This paper proposes a parallel cyclic shift structure of address decoder to realize a high-throughput encoding and decoding method for irregular-quasi-cyclic low-density parity-check(IR-QC-LDPC)codes,with a dual-diago... This paper proposes a parallel cyclic shift structure of address decoder to realize a high-throughput encoding and decoding method for irregular-quasi-cyclic low-density parity-check(IR-QC-LDPC)codes,with a dual-diagonal parity structure.A normalized min-sum algorithm(NMSA)is employed for decoding.The whole verification of the encoding and decoding algorithm is simulated with Matlab,and the code rates of 5/6 and 2/3 are selected respectively for the initial bit error ratio as 6%and 1.04%.Based on the results of simulation,multi-code rates are compatible with different basis matrices.Then the simulated algorithms of encoder and decoder are migrated and implemented on the field programmable gate array(FPGA).The 183.36 Mbps throughput of encoder and the average 27.85 Mbps decoding throughput with the initial bit error ratio 6%are realized based on FPGA. 展开更多
关键词 low-density parity-check(LDPC) field programmable gate array(FPGA) normalized min-sum algorithm(NMSA).
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一种全并行LDPC译码器及FPGA实现方法 预览
2
作者 茅迪 《现代导航》 2019年第5期362-367,共6页
低密度校验(Low-Density Parity-Check)码作为迄今为止性能接近香农限的前向纠错码(FEC)之一,在无线通信、卫星通信和无线网络技术等领域获得了广泛的应用。随着5G技术的发展,通信系统对传输速率的需求逐渐增加,更高的传输速率对LDPC译... 低密度校验(Low-Density Parity-Check)码作为迄今为止性能接近香农限的前向纠错码(FEC)之一,在无线通信、卫星通信和无线网络技术等领域获得了广泛的应用。随着5G技术的发展,通信系统对传输速率的需求逐渐增加,更高的传输速率对LDPC译码器的吞吐量提出了更高的要求。本文给出了一种全并行LDPC译码器设计,并采用理论分析和仿真结果分析相结合的方法,对LDPC码的并行译码方法进行了研究,给出了全并行译码器的FPGA实现方法。 展开更多
关键词 LDPC 并行译码 最小和算法 FPGA实现
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一种解决DTMB单载波正反频谱的搜索装置 预览
3
作者 钟培峰 刘小同 牛进 《集成电路应用》 2019年第8期72-74,共3页
研究一种解决地面数字广播电视DTMB单载波正反频谱的搜索装置。计算对数似然比LLR的计算模块应用到时域解交织模块后,每解一帧低密度奇偶校验码LDPC时,可以将x和y进行交换,相当于正、反频谱切换。再计算LLR,根据LDPC解出的结果。可以确... 研究一种解决地面数字广播电视DTMB单载波正反频谱的搜索装置。计算对数似然比LLR的计算模块应用到时域解交织模块后,每解一帧低密度奇偶校验码LDPC时,可以将x和y进行交换,相当于正、反频谱切换。再计算LLR,根据LDPC解出的结果。可以确定当前信号的正、反频谱特性,而不需要重新复位整个解调器系统,这样可大大缩短搜索时间。它比通常做法可缩短约一半时间左右,减少了漏台概率。同时基于浮点二进制量化方法,可减少RAM存储。 展开更多
关键词 集成电路 地面数字广播电视DTMB 对数似然比LLR 低密度奇偶校验码LDPC
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基于错误特征的MLC闪存最小和译码算法 预览
4
作者 张旋 慕建君 焦晓鹏 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1887-1895,共9页
由于多级单元(multi-level-cell,MLC)闪存存储信道中随机电报噪声(random telegraph noise,RTN)、数据保持噪声(data retention noise,DRN)和单元间干扰(cell-to-cell interference,CCI)严重影响了MLC闪存阈值电压,从而导致获取的对数... 由于多级单元(multi-level-cell,MLC)闪存存储信道中随机电报噪声(random telegraph noise,RTN)、数据保持噪声(data retention noise,DRN)和单元间干扰(cell-to-cell interference,CCI)严重影响了MLC闪存阈值电压,从而导致获取的对数似然比(log-likelihood ratio,LLR)不够准确而影响了软判决译码时MLC闪存的低密度校验(low-density parity-check codes,LDPC)码的性能。在深入分析MLC闪存错误特征的基础上,通过利用MLC阈值电压的熵函数计算相邻MLC阈值电压分布的重叠区域来确定存储比特的可靠度,设计了MLC存储比特LLR值的动态更新策略。从而,提出了RTN、DRN和CCI噪声模型下适用于MLC闪存的LDPC码改进的最小和译码算法。仿真结果表明,与传统的LDPC码最小和译码算法相比较,MLC闪存信道下所改进的MLC闪存的LDPC码最小和译码算法具有更好的译码性能与更少的平均迭代次数。 展开更多
关键词 多级单元 随机电报噪声 数据保持噪声 低密度校验码 最小和译码
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大girth多进制阵列准循环LDPC码 预览
5
作者 刘冰 任席闯 崔洁 《舰船电子工程》 2019年第7期205-211,共7页
Tanner图中girth的大小和分布影响着码字的误码性能,通过适当地增加girth值可进一步提升多进制准循环LDPC(Low-Density Parity-Check)码性能。采用直接构造法确定短环线性约束方程,构造出满足大girth的指数矩阵,提出了基于不同域的广义... Tanner图中girth的大小和分布影响着码字的误码性能,通过适当地增加girth值可进一步提升多进制准循环LDPC(Low-Density Parity-Check)码性能。采用直接构造法确定短环线性约束方程,构造出满足大girth的指数矩阵,提出了基于不同域的广义二维扩展方法,进而与大girth阵列码结合构造出了大girth多进制阵列码。仿真结果表明,在高斯白噪声信道中构造出的码字具有较强的纠错性能,且在一定范围内更大的girth可取得更大的编码增益,利于有效快速的编译码,保证信息的可靠传输,满足高频带利用率。 展开更多
关键词 多进制低密度奇偶校验码 准循环 大girth 阵列码
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Quad-Level Cell NAND Design and Soft-Bit Generation for Low-Density Parity-Check Decoding in System-Level Application
6
作者 LIU Shijun ZOU Xuecheng WANG Baocun 《武汉大学学报:自然科学英文版》 CAS CSCD 2018年第1期70-78,共9页
反及闪光将是的 QLC (空铅级的房间) 为下一代记忆的未来技术之一削在以后三维(3D ) TLC (三元组级的房间) 叠了反及闪光。在 QLC 设备,因为 2 个 <sup>4</sup> 数据层次,数据错误将容易发生在有限电压范围。这份报纸学... 反及闪光将是的 QLC (空铅级的房间) 为下一代记忆的未来技术之一削在以后三维(3D ) TLC (三元组级的房间) 叠了反及闪光。在 QLC 设备,因为 2 个 <sup>4</sup> 数据层次,数据错误将容易发生在有限电压范围。这份报纸学习每房间是 4 位的 QLC 反及技术。基于 16 个电压层次和读的方法,基于一半变化格雷,编码被研究的 QLC 编程方法。因为 QLC 反及房间电压变化的可能的错误影响,在 XOR 以后产生软信息的解决方案(独占或) 由内部读的机制的软位为为它的系统水平应用程序在 QLC 设计译码的低密度的同等值检查(LDPC ) 信仰繁殖(BP ) 被介绍。 展开更多
关键词 QLC (空铅级的房间) 反及 ? 改正错误的代码(ECC )? 低密度的同等值检查(LDPC )? 软小点的产生 ?
基于多元软可靠度的LDPC译码研究 预览
7
作者 习漾 王中训 孙琳 《光电技术应用》 2018年第4期49-52,57共5页
与二元LDPC(low-densityparity-check,LDPC)码相比多元LDPC码具有一些优势,但它们的译码复杂度高是实现过程中的一个重大挑战。根据多元LDPC码存在的这个问题,提出了基于迭代软可靠度的比例逻辑截断机制算法,该算法仅涉及有限域加法和... 与二元LDPC(low-densityparity-check,LDPC)码相比多元LDPC码具有一些优势,但它们的译码复杂度高是实现过程中的一个重大挑战。根据多元LDPC码存在的这个问题,提出了基于迭代软可靠度的比例逻辑截断机制算法,该算法仅涉及有限域加法和乘法以及整数运算,并且它可将变量节点划分为处理和非处理节点两部分,在迭代过程中只有部分变量节点参与实际的信息处理,因此具有较低的译码复杂度。通过与ISRB、IISRB及RS-IISRB算法进行仿真对比试验,所提算法具有更好的性能。由于该算法纠错性能好、复杂度较低的优点使其在无线通信与光通信等领域有更广泛的应用。 展开更多
关键词 LDPC 大数逻辑译码 软可靠度 截断机制
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一种改进的码率兼容QC-LDPC码构造算法 预览
8
作者 范仁基 赵旦峰 《信息技术与网络安全》 2018年第5期58-61,70共5页
针对现有用于无人机上的QC-LDPC码的码率兼容性性能较差的问题,提出了一种改进的QC-LDPC码校验矩阵的改进构造算法。该算法首先采用PEG算法构造出具有下三角形式的高码率QC-LDPC校验矩阵的基矩阵,然后利用逆向PEG算法进行矩阵拓展,最后... 针对现有用于无人机上的QC-LDPC码的码率兼容性性能较差的问题,提出了一种改进的QC-LDPC码校验矩阵的改进构造算法。该算法首先采用PEG算法构造出具有下三角形式的高码率QC-LDPC校验矩阵的基矩阵,然后利用逆向PEG算法进行矩阵拓展,最后使用循环移位矩阵对基矩阵进行扩展,形成的校验矩阵可以兼容多个码率。该方法构造矩阵所兼容的码字的性能均近似或优于同参数下的仅使用准循环法构造的码,且硬件实现更为简单,码率控制更为灵活。 展开更多
关键词 低密度奇偶校验(LDPC)码 逆向渐进边增长(PEG)算法 码率兼容 无人机
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Efficient Helicopter-Satellite Communication Scheme Based on Check-Hybrid LDPC Coding
9
作者 Ping Wang Liuguo Yin Jianhua Lu 《清华大学学报:自然科学英文版》 EI CAS CSCD 2018年第3期323-332,共10页
关键词 直升飞机 卫星通讯 LDPC 混血儿 检查 编码 代码优化 隧道模型
低密度奇偶校验码的混合译码算法
10
作者 曲国伟 宋晓萍 《系统仿真学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期4009-4013,共5页
基于低密度奇偶校验(LDPC)码的软判决迭代译码与删除译码方法,提出了一种混合译码算法。若软判决迭代译码达到最大迭代次数检测到无法纠正的错误,则根据各比特在迭代译码过程中的累积可靠性,对各比特进行0、1或者删除的逐一判决,然后... 基于低密度奇偶校验(LDPC)码的软判决迭代译码与删除译码方法,提出了一种混合译码算法。若软判决迭代译码达到最大迭代次数检测到无法纠正的错误,则根据各比特在迭代译码过程中的累积可靠性,对各比特进行0、1或者删除的逐一判决,然后对判决结果进行删除译码。对中等码长的随机LDPC码的仿真结果表明,通过合理设置混合译码算法中迭代译码的最大迭代次数,可以使得混合译码算法相对于软判决迭代译码算法在增加很少平均复杂度下获得纠错性能的提升。 展开更多
关键词 低密度奇偶校验码 混合译码 迭代译码 删除译码
Design and Efficient Hardware Implementation Schemes for Non-Quasi-Cyclic LDPC Codes
11
作者 Baihong Lin Yukui Pei +1 位作者 Liuguo Yin Jianhua Lu 《清华大学学报:自然科学英文版》 EI CAS CSCD 2017年第1期92-103,共12页
The design of a high-speed decoder using traditional partly parallel architecture for Non-Quasi-Cyclic(NQC) Low-Density Parity-Check(LDPC) codes is a challenging problem due to its high memory-block cost and low hardw... The design of a high-speed decoder using traditional partly parallel architecture for Non-Quasi-Cyclic(NQC) Low-Density Parity-Check(LDPC) codes is a challenging problem due to its high memory-block cost and low hardware utilization efficiency. In this paper, we present efficient hardware implementation schemes for NQCLDPC codes. First, we propose an implementation-oriented construction scheme for NQC-LDPC codes to avoid memory-access conflict in the partly parallel decoder. Then, we propose a Modified Overlapped Message-Passing(MOMP) algorithm for the hardware implementation of NQC-LDPC codes. This algorithm doubles the hardware utilization efficiency and supports a higher degree of parallelism than that used in the Overlapped Message Passing(OMP) technique proposed in previous works. We also present single-core and multi-core decoder architectures in the proposed MOMP algorithm to reduce memory cost and improve circuit efficiency. Moreover, we introduce a technique called the cycle bus to further reduce the number of block RAMs in multi-core decoders. Using numerical examples, we show that, for a rate-2/3, length-15360 NQC-LDPC code with 8.43-d B coding gain for Binary PhaseShift Keying(BPSK) in an Additive White Gaussian Noise(AWGN) channel, the decoder with the proposed scheme achieves a 23.8%–52.6% reduction in logic utilization per Mbps and a 29.0%–90.0% reduction in message-memory bits per Mbps. 展开更多
关键词 准循环LDPC 硬件实现 设计 LDPC 低密度奇偶校验码 加性高斯白噪声 消息传递 并行结构
一种低错误平层LDPC码构造方法 预览 被引量:5
12
作者 袁建国 汪哲 +3 位作者 高文春 吴英冬 郭乔 胡潇月 《重庆邮电大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2017年第1期15-18,共4页
针对低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码在高信噪比区域可能存在错误平层的缺点,提出一种具有低错误平层LDPC码的新颖构造方法。在该方法中,基本矩阵由渐进边增长(progressive edge growth,PEG)算法搜索构造,通过在... 针对低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码在高信噪比区域可能存在错误平层的缺点,提出一种具有低错误平层LDPC码的新颖构造方法。在该方法中,基本矩阵由渐进边增长(progressive edge growth,PEG)算法搜索构造,通过在基本矩阵相应的Tanner图中增加校验节点,并将其与拥有最小额外信息度(extrinsic message degree,EMD)短环的变量节点相连来增大短环的连通性。另外,提出了一种基于伽罗华域的循环移位系数矩阵设计方案,无需计算机搜索即可完全避免4环的出现,降低算法复杂度。为了对该方法的可行性进行验证,分别对变量节点的度分布是规则和非规则的基本矩阵进行改进,在高斯白噪声(additive white gaussian noise,AWGN)信道下,采用置信传播(belief propagation,BP)迭代译码算法对改进后的码型进行仿真分析,仿真结果表明,利用该法所构造的码型可有效改善在高信噪比区域的错误平层。 展开更多
关键词 渐进边增长(PEG)算法 额外信息度(EMD) 低密度奇偶校验(LDPC)码 错误平层
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基于校验和更新的低复杂度LDPC码硬判决译码算法 预览
13
作者 吴伊蒙 石志东 邓斌 《上海大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2017年第4期510-516,共7页
为使低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的硬判决译码算法具有更低的计算复杂度和更高的译码性能,提出了一种新的校验和计算算法,具有较低的计算量,可应用于现有的所有硬判决译码算法.结合该算法对一种计算量近似于比... 为使低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的硬判决译码算法具有更低的计算复杂度和更高的译码性能,提出了一种新的校验和计算算法,具有较低的计算量,可应用于现有的所有硬判决译码算法.结合该算法对一种计算量近似于比特翻转(bit flipping,BF)算法的多阈值比特翻转(multi-thresholdBF,MTBF)算法进行了进一步改进,获得了更低的译码复杂度和更好的译码性能,在迭代5次时获得了0.15 dB的性能增益. 展开更多
关键词 低密度奇偶校验码 硬判决译码 低复杂度 校验和更新 多阈值比特翻转
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LDPC Coding Scheme for Improving the Reliability of Multi-Level-Cell NAND Flash Memory in Radiation Environments 预览
14
作者 Guangjun Ge Liuguo Yin 《中国通信:英文版》 SCIE CSCD 2017年第8期10-21,共12页
Utilizing commercial off-the-shelf(COTS) components in satellites has received much attention due to the low cost. However, commercial memories suffer severe reliability problems in radiation environments. This paper ... Utilizing commercial off-the-shelf(COTS) components in satellites has received much attention due to the low cost. However, commercial memories suffer severe reliability problems in radiation environments. This paper studies the low-density parity-check(LDPC) coding scheme for improving the reliability of multi-level-cell(MLC) NAND Flash memory in radiation environments. Firstly, based on existing physical experiment works, we introduce a new error model for heavyion irradiations; secondly, we explore the optimization of writing voltage allocation to maximize the capacity of the storage channel; thirdly, we design the degree distribution of LDPC codes that is specially suitable for the proposed model; finally, we propose a joint detection-decoding scheme based on LDPC codes, which estimates the storage channel state and executes an adaptive log-likelihood ratio(LLR) calculation to achieve better performance. Simulation results show that, compared with the conventional LDPC coding scheme, the proposed scheme may almost double the lifetime of the MLC NAND Flash memory in radiation environments. 展开更多
关键词 NAND闪存 LDPC 可靠性问题 辐射环境 编码方案 多级单元 低密度奇偶校验 快闪存储器
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循环差族构造的多元LDPC码 预览 被引量:2
15
作者 徐恒舟 孙成 白宝明 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期6-11,28共7页
基于循环差族构造了两类多元低密度奇偶校验码,并提出了不同有限域上各个码率的多元低密度奇偶校验码的构造方法.所构造的多元低密度奇偶校验环码(校验矩阵的列重均为2)的围长为12,同时证明了该类码的最小距离至少为6.仿真结果表明,... 基于循环差族构造了两类多元低密度奇偶校验码,并提出了不同有限域上各个码率的多元低密度奇偶校验码的构造方法.所构造的多元低密度奇偶校验环码(校验矩阵的列重均为2)的围长为12,同时证明了该类码的最小距离至少为6.仿真结果表明,所构造的多元低密度奇偶校验码与用其他方法构造的二元及多元低密度奇偶校验码相比,在加性高斯白噪声信道上二进制相移键控调制下均有性能提升,并且迭代译码收敛速度非常快. 展开更多
关键词 低密度奇偶校验码 多元 准循环 循环差族 围长
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LDPC码的一种高效加权比特翻转译码算法 预览
16
作者 袁建国 曾磊 +3 位作者 孙雪敏 胡潇月 郭乔 吴英冬 《电讯技术》 北大核心 2017年第11期1246-1250,共5页
针对低密度奇偶校验(LDPC)码中加权比特翻转(WBF)译码算法在迭代过程中绝大多数情况都是进行单比特翻转,导致译码效率低并且可能会发生比特翻转“死循环”的现象,提出一种更为高效的加权比特翻转(EWBF)算法。该算法对翻转阈值进行... 针对低密度奇偶校验(LDPC)码中加权比特翻转(WBF)译码算法在迭代过程中绝大多数情况都是进行单比特翻转,导致译码效率低并且可能会发生比特翻转“死循环”的现象,提出一种更为高效的加权比特翻转(EWBF)算法。该算法对翻转阈值进行了改进,使得每次迭代能够翻转多个比特,提高译码效率,并且能够避免译码过程出现的翻转“死循环”现象。仿真结果表明,所提译码算法与WBF算法、改进的WBF(MWBF)算法和IMWBF(Improved MWBF)算法相比,平均迭代次数分别降低51.6%~56.2%、49.6%~54.2%和48.1%~51.3%;而在译码性能方面,算法性能接近甚至优于IMWBF算法,当最大迭代次数设定为30次时,相比于IMWBF算法,在误码率为10-4时可获得0.92dB的增益。 展开更多
关键词 低密度奇偶校验码 加权比特翻转译码 死循环 翻转阈值
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基于软件无线电的改进级联码验证实现 预览
17
作者 高树立 陈为刚 杨晋生 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期149-159,共11页
基于通用软件无线电外设(universal software radio peripheral,USRP)构成的软件无线电平台,在与欧洲地面数字电视广播(digital video broadcasting-terrestrial,DVB-T)参数兼容的情况下,设计了基于里德-所罗门(Reed-Solomon,RS)... 基于通用软件无线电外设(universal software radio peripheral,USRP)构成的软件无线电平台,在与欧洲地面数字电视广播(digital video broadcasting-terrestrial,DVB-T)参数兼容的情况下,设计了基于里德-所罗门(Reed-Solomon,RS)码与低密度奇偶校验(lowdensity parity-check,LDPC)码的级联码,并与DVB-T中基于RS码与卷积码的级联码进行了对比.LDPC码的纠错性能优于卷积码,与RS码结合可以进一步消除LDPC码在高信噪比情况下出现的误码平台,获得优越的纠错性能.基于USRP平台实现了所设计级联码中的各个模块,并在实际无线信道下验证了该级联码的纠错性能.系统测试结果表明,与DVB-T中的级联码相比,所设计的级联码在无线信道下可以获得一定的增益. 展开更多
关键词 软件无线电 级联码 低密度奇偶校验码 卷积码
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规则LDPC码在GPU上的加速译码 预览
18
作者 任计林 车书玲 郑征 《西安电子科技大学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期25-30,共6页
针对图形处理器高速并行的特点和规则低密度奇偶校验码译码过程中的可并行部分,提出了使用图形处理器来加速规则低密度奇偶校验码译码的方法.该方法在图形处理器上采用以节点的边并行代替节点并行进行译码,提高了线程利用率;同时,... 针对图形处理器高速并行的特点和规则低密度奇偶校验码译码过程中的可并行部分,提出了使用图形处理器来加速规则低密度奇偶校验码译码的方法.该方法在图形处理器上采用以节点的边并行代替节点并行进行译码,提高了线程利用率;同时,在译码过程中采用图形处理器高速的片上内存——共享内存和寄存器来存储数据,使数据存储减少对全局内存的依赖,缩短数据访问时间.仿真结果显示,使用边并行和片上内存,译码速度约是图形处理器不使用文中优化方法的低密度奇偶校验码译码程序的5.32~10.41倍. 展开更多
关键词 低密度奇偶校验码 图形处理器 统一计算设备架构 并行计算 共享内存 寄存器
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Minimum distances of three families of low-density parity-check codes based on finite geometries
19
作者 Yanan FENG Shuo DENG +1 位作者 Lu WANG Changli MA 《中国数学前沿:英文版》 SCIE CSCD 2016年第2期279-289,共11页
低密度的同等值检查(LDPC ) 的三个家庭代码基于 symplectic 的完全各向同性的 subspaces 被构造,在有限的地上的单一、直角的空格分别地。在一些特殊情况中的 LDPC 法律的三个家庭的最小的距离被解决。
关键词 低密度奇偶校验码 最小距离 家庭 有限几何 LDPC 全迷向子空间 正交空间
逼近最小和译码性能的并行多比特翻转译码算法研究 预览
20
作者 褚楚 吴晓富 《信号处理》 CSCD 北大核心 2016年第2期214-219,共6页
相比于最小和译码算法,LDPC码的另外一种译码算法——比特翻转译码算法实现更简单,但其性能有较大恶化。最近提出的有噪梯度下降比特翻转译码(NGDBF)算法性能相比简单的比特翻转算法性能有明显提高,但该算法一次翻转一个比特限制了其... 相比于最小和译码算法,LDPC码的另外一种译码算法——比特翻转译码算法实现更简单,但其性能有较大恶化。最近提出的有噪梯度下降比特翻转译码(NGDBF)算法性能相比简单的比特翻转算法性能有明显提高,但该算法一次翻转一个比特限制了其应用。结合并行加权比特翻转译码(PWBF)中翻转标记的思想,本文提出了一种NGDBF译码的改进算法——并行NGDBF译码及其自适应形式,克服了PWBF译码对行重/列重较小的LDPC码性能不佳的缺陷。仿真表明:并行NGDBF译码的性能优于相应的NGDBF译码,其自适应形式不仅性能逼近最小和译码,而且实现简单。 展开更多
关键词 比特翻转译码 低密度奇偶校验码 有噪梯度下降译码 并行加权比特翻转译码
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