内容概要:本文深入探讨了LDPC码(低密度奇偶校验码)在无线通信中的应用,详细介绍了其编译码原理和技术实现。首先,文章解释了LDPC码的基本概念及其在DVBS2、IEEE802.11n和IEEE802.16e等标准中的应用。接着,通过Python代码实例展示了LDPC码生成矩阵的构建方法以及译码算法的具体实现,特别是置信传播(Belief Propagation,BP)算法和最小和算法(Min-Sum)。此外,文章讨论了不同应用场景下的优化策略,如动态调整迭代次数、硬件实现中的并行度设计等。最后,对未来的研究方向进行了展望,强调了LDPC码在未来通信系统中的重要性和潜力。 适合人群:对无线通信和信道编码感兴趣的工程师、研究人员及高校学生。 使用场景及目标:帮助读者理解LDPC码的工作原理,掌握其编译码技术的实际应用,为相关领域的研究和开发提供理论依据和技术指导。 其他说明:文中提供了大量Python代码片段,便于读者理解和实践。同时,针对实际工程中的常见问题给出了实用的解决方案,如量化精度不足导致的消息振荡等问题。
2025-06-16 13:35:23 228KB
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BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)编码是一种纠错码,主要用于提高数据传输的可靠性。在通信和存储系统中,由于各种干扰,数据可能会在传输或存储过程中出错。BCH码通过在原始数据中添加冗余位,使得在出现一定数量错误时,接收端仍能正确恢复原始数据。 本资源提供的是一款基于C++实现的(31,21)BCH码编译码程序。这里的“31,21”表示的是BCH码的参数,其中31是码字长度,21是信息位长度。这意味着每个BCH码包含31位,其中有21位是原始信息,剩下的10位是用于纠错的校验位。 BCH码的编码过程包括多项式生成、信息位扩展和模二除法。选择一个生成多项式,这个多项式是具有特定性质的二进制多项式。然后,将信息位扩展到与码字长度相等的位数,通过乘以生成多项式并进行模二除法得到校验位。编码后的码字包含了原始信息和校验信息,可以抵抗一定的错误。 解码过程通常采用Berlekamp-Massey算法或Syndrome-Based Decoding算法。在接收到码字后,首先计算错误 syndrome,即码字与生成多项式模二乘积的结果。根据syndrome,我们可以确定错误位置的数量和位置,然后进行错误更正。 C++作为编程语言,因其高效和灵活性,常被用于编写这类算法密集型的应用。在这个程序中,C++的面向对象特性可能被用来封装编码和解码过程,便于代码组织和重用。同时,C++标准库提供了丰富的数据结构和算法,有助于优化计算过程。 在实际应用中,BCH码常常与其他编码技术如CRC(Cyclic Redundancy Check)结合,以增强系统的抗干扰能力。此外,BCH码在卫星通信、磁盘存储、光通信等领域都有广泛应用。 这个(31,21)BCH code编译码程序提供了一个理解和实践纠错编码原理的平台,对于学习通信理论、数字信号处理或者计算机科学的学生来说,这是一个很好的学习资源。通过深入研究这个程序,不仅可以掌握BCH码的工作机制,还能提升C++编程技能,特别是在算法实现和优化方面的技巧。
2025-04-17 09:59:35 837KB
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**Python实现的LDPC编译码仿真** 在通信领域,LDPC(Low-Density Parity Check)码是一种高效纠错编码技术,广泛应用于卫星通信、无线网络等场景。它通过构建稀疏的校验矩阵,利用迭代译码算法来提高信息传输的可靠性。本项目提供了Python语言实现的LDPC比特翻转译码和和积译码算法,能够快速地进行仿真,以验证这两种译码策略的效果。 我们来了解下**比特翻转译码算法**。该算法基于Belief Propagation(信念传播),通过迭代更新校验节点和变量节点的信息,找出最有可能的错误比特并进行纠正。在Python实现中,主要涉及以下几个步骤: 1. 初始化:设置初始的错误比特估计值。 2. 消息传递:校验节点向变量节点发送消息,然后变量节点向校验节点返回消息,这个过程会反复进行多次。 3. 比特翻转:根据收到的消息,判断并翻转可能错误的比特位。 4. 终止条件:当满足一定条件(如达到最大迭代次数或信噪比阈值)时停止迭代。 **和积译码算法**,又称Sum-Product Algorithm,也是基于信念传播的一种译码策略。和积算法在处理非对称信道时表现更优,计算复杂度稍高,但解码性能通常优于比特翻转。其主要步骤包括: 1. 初始化:和积算法同样需要初始化,但这里会涉及到先验概率的计算。 2. 消息传递:与比特翻转类似,也是进行校验节点和变量节点间的消息传递。 3. 更新概率:根据接收到的消息,更新每个比特为0和1的概率。 4. 译码决策:根据概率选择最可能的状态,即比特值。 5. 终止条件:同比特翻转译码,根据预设条件决定是否结束迭代。 Python实现的LDPC编译码仿真项目,可以方便地调整参数,如码率、信噪比、迭代次数等,从而观察不同条件下的误码率性能。通过对比两种译码算法的仿真结果,我们可以分析它们在不同情况下的优势和局限性,为实际应用提供参考。 在具体操作上,项目中的代码可能包含以下部分: - **LDPC码生成器**:生成具有特定结构的LDPC码,如随机生成或采用已知的构造方法。 - **信道模型**:模拟不同类型的信道,如AWGN(Additive White Gaussian Noise)白高斯噪声信道。 - **译码模块**:实现比特翻转和和积译码算法,包括消息传递、决策等核心功能。 - **仿真循环**:设置参数,运行译码过程,并记录误码率等性能指标。 - **结果展示**:以图形化方式展示误码率曲线,便于分析比较。 这个Python项目为学习和研究LDPC编译码提供了一个实用的工具,通过直观的仿真结果,用户可以深入理解这两种译码算法的工作原理,并探索如何优化它们的性能。无论是通信工程的学生还是研究人员,都能从中受益匪浅。
2024-08-13 13:47:55 3KB python LDPC
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通信原理实验三--PCM编译码实验 资源包括:PCM编码的Systemview仿真程序和通信原理实验三--PCM编译码实验报告 实验目的 掌握脉冲编码调制与解调的原理。 PCM 即脉冲编码调制,在通信系统中完成将语音信号数字化功能。PCM 的实现主要包括三个步骤完成:抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据 CCITT 的建议,为改善小信号量化性能,采用压扩非均匀量化,有两种建议方式,分别为 A 律和μ律方式,我国采用了 A 律方式,由于 A 律压缩实现复杂,常使用 13 折线法编码,采用非均匀量化
2024-06-24 20:39:43 560KB Systemview
文件为.cpp格式,可以利用Dev-c++打开浏览源码进行阅读。其中对于读写文件的操作需要根据你所要选择的路径进行修改,否则默认在源码所在文件夹下生成文件。编写源码的过程是在vs2019上进行的,因而防止部分不兼容报错,最好使用vs2019运行代码。
2024-06-23 19:53:06 11KB 数据结构 霍夫曼树 程序设计
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WM8978 带扬声器驱动的立体声多媒体数字信号编译码器 描述 WM8978是一个低功耗、高质量的立体声多媒体数字信号编译码器。
2024-05-27 14:57:17 1.42MB 音频编译码器
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RS编译码的FPGA实现研究_叶清贵,这是一篇期刊文献,但是对于编译码RS的实现有着重要的作用。适合基础小白从头开始学起。亲测有用。推荐
2024-03-15 21:46:45 2.75MB RS编译码
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【问题描述】 利用哈夫曼编码进行通信可以大大提高信道利用率,缩短信息传输时间,降低传输成本。但是,这要求在发送端通过一个编码系统对待传数据预先编码,在接收端将传来的数据进行译码(复原)。对于双工通信(即可以双向传输信息的信道),每端都需要一个完整的编/译码系统。试为这样的信息收发站写一个哈夫曼码的编/译码系统。 【基本要求】 一个完整的系统应具有以下功能: (1)I:初始化(Initialization)。从终端读入字符集大小n,以及n个字符和n个权值,建立哈夫曼树,并将它存于文件hfmTree中。 (2)E:编码(Encoding)。利用已建好的哈夫曼树,对文件plainFile中的正文进行编码,然后将结果存入文件codeFile中。 (3)D:译码(Decoding)。利用已建好的哈夫曼树,对文件codeFile中的代码进行译码,然后将结果存入文件textFile中。 (4)P:打印代码文件(code Printing)。将文件codeFile显示在终端上,每行50个代码。同时将此字符形式的编码文件写入文件codePrint中。 (5)T:打印哈夫曼树(Tree printing)。将哈夫曼树以直观的方式(树或凹入表形式)显示在终端中,同时将此字符形式的哈夫曼树写入文件treePrint中。
2024-01-02 23:56:25 349KB 哈夫曼编/译码器
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铁道部常用的信息编码译码方式 BCH(26,16) RDS常用的信息编码译码方式 缩短循环码
2023-09-05 11:29:08 10KB BCH RDS 编码 译码
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基本达到理论误码率图像,但是性能还不够好,误码率不够理论值那么小,代码有注释,嘎嘎好懂。文件夹中“程序”是BF译码算法,运行main1就行,信噪比我设置为[0:0.5:2],是为了和BP有相同的横坐标,好比较,1-2上误码率比较小,在信噪比为4的时候会有较大的变化,可以根据需要把信噪比改成0-5,程序运行时间比较久,可能需要10分钟左右,同样是个值得优化的点。 解压后直接出现的代码是BP算法,BP算法取对数就是SUM-Product译码算法,运行LDPC_demo.m,信噪比为3,4的时候就没有图像了,所以只设置为0-2,想要大信噪比的同学可以尝试一下把码长变长,但是运行时间会更久。这个程序大概运行10-30分钟,耐心等待~~~有什么问题可以评论区留言咱一起讨论。
2023-04-27 21:06:18 29KB LDPC matlab 信道编码 误码率
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