Minimum-Delay Decoding of Turbo-Codes for Upper-Layer FEC
在本文中，我们研究的二进制擦除信道适合上层纠错并行Turbo码的解码。所提出的算法执行动态解码，即，它一接收到第一符号就开始解码。该算法与图上定义的代码的迭代解码进行比较，因为它通过以与消息传递解码下的二分图中的边缘被移除相同的方式移除过渡来在turbo码的网格中传播。性能比较与LDPC码不同的编码速率。
2008-03-12 cs.IT math.IT
Static Address Generation Easing: a Design Methodology for Parallel Interleaver Architectures
对于高吞吐量的应用，涡轮式迭代解码器实现与并行架构。然而，为了高效，并行架构需要避免冲突访问，即并发读/写访问不应针对相同的存储器块。这种考虑适用于两种主要的类turbo码，即低密度奇偶检验（LDPC）和turbo码。在本文中，我们提出了一种方法，找到了一个无冲突的映射变量的存储体，并优化所产生的交错架构。最后，我们通过一个教学的例子，我们的方法相比，国家的最先进的技术的兴趣。
2010-02-21 cs.AR cs.IT math.IT
Denoising-based Turbo Compressed Sensing
Turbo压缩感知（Turbo-CS）是一种有效的迭代算法，用于部分正交感知矩阵的稀疏信号恢复。本文将Turbo-CS算法扩展到更一般的信号结构的压缩感知问题，包括压缩图像恢复和低秩矩阵恢复。这样的扩展的主要困难是，原始的Turbo-CS算法需要在实践中通常不可用的信号分布的先验知识。为了克服这个困难，我们建议重新设计的涡轮-CS算法，采用通用的降噪，不依赖于先验分布，因此名称基于降噪涡轮-CS（D-涡轮-CS）。然后，我们推导出一个通用的去噪器的外部信息，按照涡轮CS原则。在此基础上，我们优化参数化的外部去噪器，以最小化输出均方误差（MSE）。显式表达式推导出用于压缩图像去噪和奇异值阈值（SVT）去噪用于低秩矩阵去噪的外部SURE-LET去噪。我们发现，动态的D-Turbo-CS可以很好地描述了一个标量递归称为MSE的演变，类似的情况下涡轮-CS。数值结果表明，D-Turbo-CS算法在重建质量和运行时间上都明显优于同类算法。
2017-03-26 cs.IT math.IT
VHDL Implementation of different Turbo Encoder using Log-MAP Decoder
Turbo码是通信系统领域的一项重大成果。它可以通过将turbo编码器和解码器串行连接来创建。Turbo编码器是由两个简单的卷积码并行级联而成。通过改变存储器元件的数量（编码器配置），码率（1/2或1/3），数据块大小和迭代，我们可以获得更好的BER性能。Turbo码也由交织器单元组成，其误码性能也取决于交织器的大小。Turbo译码器可以采用不同的算法实现，但Log-MAP译码算法相对于MAP（maximux a posteriori）算法计算复杂度低，且不影响其误码率性能，更接近香农限。采用超高速集成电路硬件描述语言（VHDL）设计并仿真了一种寄存器传输级（RTL）Turbo码编码器。本文利用LogMAP译码器实现了不同Turbo码编码器的VHDL模型，并通过MATLAB仿真结果对模型的性能进行了比较和验证。
2010-04-26 cs.IT math.IT
Understanding Turbo Codes: A Signal Processing Study
本文从数字信号处理角度在复数域定义Turbo码，分析迭代译码与交织提升性能的机制，给出噪声功率下降规律及极限，明确交织器设计的重要性。
2023-08-25 cs.IT eess.SP math.IT
On Maximum Contention-Free Interleavers and Permutation Polynomials over Integer Rings
交织器是Turbo码信道编码性能的关键部件。代数结构是特别感兴趣的，因为他们承认分析设计和简单，实用的硬件实现。无竞争译码器最近被证明适合于Turbo码的并行译码。在这种对应关系中，它表明，置换多项式产生最大的无竞争的双列数，即，交织器长度的每一个因子都成为解码器的并行处理的可能程度。此外，通过计算机模拟示出，使用这些编码器的turbo码对于第三代合作伙伴计划（3GPP）标准执行得非常好。
2005-11-02 cs.IT math.IT
A Novel Reconfigurable Vector-Processed Interleaving Algorithm for a DVB-RCS2 Turbo Encoder
本文提出一种面向DVB-RCS2标准Turbo编码器的可重构向量处理交织算法，通过并行处理提升性能，实验显示总周期、写入和读取加速比分别达3.4、4.8和7.3倍。
2023-08-29 cs.AR cs.IT math.IT
Turbo-like Iterative Multi-user Receiver Design for 5G Non-orthogonal Multiple Access
非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access，NoMA）作为一种有效的无线资源共享方式，已被认为是5G中有前途的技术，有助于改善5G通信中的系统容量、用户连接性和服务延迟。本文简要介绍了3GPP中NoMA收发器的研究进展，重点介绍了Turbo型迭代多用户（MU）接收机的设计。取决于MU检测器和干扰消除（IC）方案的组合，存在各种类型的MU接收器。链路级仿真结果表明，结合混合并行干扰消除（PIC）的期望传播算法（EPA）是一种很有前途的MU接收机，具有收敛速度快、性能与消息传递算法（MPA）相当、复杂度低的特点。
2018-12-12 cs.IT math.IT
A Turbo Coding System for High Speed Communications
传统的turbo码（CTC）通常采用面向块的交织，使得每个块被单独地编码和解码。由于交织和解交织是在块内执行的，因此与迭代解码器相关联的消息传递过程被限制为在相应的范围内进行。本文提出了一种新的Turbo编码方案，该方案使用了特殊的交织器结构和多轮提前终止测试，包括符号校验和CRC码。新的交织器结构自然适合于高速并行处理，并且所得到的编码系统提供了CTC不可用的新的设计选项和折衷。特别地，解码器可以采用有效的块间协作解码算法，将从终止测试证明的块获得的信息传递到其他未证明的块。有一个适当的解码时间表也变得很重要。组合效果是改进的性能和平均解码延迟的减少（由此需要计算能力）。一个存储器（存储）管理机制包括作为解码器的关键部分，以便提供性能和存储器大小之间的额外的设计权衡。它示出，后者具有模块化的效果，在额外的存储器单元呈现增强的性能，不仅由于较少的强制提前终止，但可能增加的交织深度。根据解码时间表，并行度和其他可用的解码资源，所提出的方案承认各种解码器架构，满足大范围的吞吐量和性能需求。
2006-03-23 cs.IT math.IT
Spatially Coupled Turbo Codes: Principles and Finite Length Performance
在本文中，我们给出了一个概述的空间耦合Turbo码（SC-TC），空间耦合的并行和串行级联卷积码，最近推出的作者。出于演示的目的，我们专注于空间耦合串行级联码（SC-SCC）。我们回顾了SC-TC的主要原理，并讨论了它们在二进制擦除信道上的精确密度演化（DE）分析。我们还考虑建设一个家庭的速率兼容的SC-SCC与简单的4状态分量编码器。对于所有考虑的码率，阈值饱和的置信传播（BP）的最大后验阈值的非耦合合奏证明，它示出的BP阈值接近香农极限的耦合记忆的增加。最后，我们给出了一些有限长度的模拟结果。
2014-07-02 cs.IT math.IT
Spatially Coupled Turbo Codes
在本文中，我们介绍了空间耦合Turbo码（SC-TC）的概念，作为Turbo码的空间耦合低密度奇偶校验码的副本。我们描述了空间耦合Berrou等人。和Benedetto等人。并行和串行级联码。对于二进制擦除信道，我们利用Kurkoski等人提出的计算卷积编码器解码擦除概率的方法，推导了SC-TC的精确密度演化方程。利用微分方程，我们分析了SC-TC的渐近行为。我们观察到，SC-TC的置信传播（BP）阈值相对于非耦合系综的置信传播阈值有所提高，并接近其最大后验阈值。这一现象对于串行级联码尤其显著，串行级联码的非耦合集成受到差的BP阈值的影响。
2014-07-22 cs.IT math.IT
Turbo Codes Based on Time-Variant Memory-1 Convolutional Codes over Fq
介绍了高阶有限域上的两类Turbo码。这些码是从（dv=2，dc=3）低密度奇偶校验码系综的特定原模型子系综导出的。第一构造被导出为两个非二进制时变双绞线的并行级联。第二种构造基于非二进制时变微分器和非二进制时变累加器的串行级联，并且为（dv=2，dc=4）系综码提供了高度结构化的灵活编码方案。提供了循环图表示。所提出的代码可以有效地解码为低密度奇偶校验码（通过置信传播解码的代码二分图）或Turbo码（通过向前向后算法应用到组件码格）。文中给出了分量码的符号最大后验译码的前向-后向算法，并利用快速傅里叶变换对其进行了简化。所提出的代码提供了显着的增益（~ 1 dB）比二进制低密度奇偶校验码和Turbo码在中等短块制度。
2011-04-13 cs.IT math.IT
Inter-Block Permuted Turbo Codes
Turbo码中交织器的结构和大小对分量译码器的信息输入和软输出的距离谱和协方差特性有重要影响。本文介绍了一类新的交织器，块间置换（IBP）交织器，可以建立在任何现有的“好”的块式交织器通过简单地添加一个IBP阶段。IBP交织器降低了上述相关性并增加了有效交织大小。增加的有效交织尺寸改善了距离谱，而减小的协方差增强了迭代解码器的性能。此外，IBP（交织）Turbo码（IBPTC）的结构自然适合于需要并行解码的高速率应用。我们提出了一些有用的界限和约束与IBPTC，可用作设计准则。推导出权重为2和权重为4的输入序列的相应码字权重上界。基于一些设计准则，我们提出了一个简单的IBP算法，并表明，相关的IBPTC产生0.3至1.2 dB的性能增益，或等效地，一个IBPTC呈现相同的性能，大大减少交织延迟。EXIT和协方差行为提供了另一个数值证明的IBPTC的优越性。
2006-02-07 cs.IT math.IT
Can Punctured Rate-1/2 Turbo Codes Achieve a Lower Error Floor than their Rate-1/3 Parent Codes?
本文主要研究1/3码率系统并行级联卷积码及其1/2码率删余子码。假设最大似然解码的加性白高斯信道，我们证明了率1/2非系统的子码可以表现出较低的错误地板比它的率1/3的父码，如果满足特定的条件。然而，假设迭代解码，非系统码向低比特出错率的收敛是有问题的。为了缓解这个问题，我们提出率1/2部分系统的代码，仍然可以实现较低的错误地板比他们的率1/3的父代码。从外部信息传递图和模拟得到的结果支持我们的结论。
2007-01-09 cs.IT math.IT
Half Spatially Coupled Turbo-Like Codes
本文提出半空间耦合编织卷积码和半空间耦合并行级联码，通过单一时刻重新编码整个耦合序列的简化确定性耦合结构，解决了窗口译码阈值损失问题，并在耦合记忆仅为2时实现接近容量的性能。
2025-07-03 cs.IT math.IT
Spatially Coupled Turbo-Like Codes
在本文中，我们引入了空间耦合类Turbo码（SC-TC）的概念，作为空间耦合的一些Turbo码合奏。特别地，我们考虑了Berrou等人的并行级联码（PCC）和Benedetto等人的串行级联码（SCC）的空间耦合。此外，我们提出了两个扩展的编织卷积码（BCC），一类涡轮式的代码，具有固有的空间耦合结构，更高的耦合存储器，并表明，这些产量提高置信传播（BP）阈值相比，原来的BCC合奏。我们推导了精确的密度演化方程，并分析了它们在二进制擦除信道上的渐近行为。我们还考虑建设家庭的速率兼容的SC-TC合奏。我们的数值结果表明，阈值饱和的信念传播（BP）解码阈值的最大后验阈值的基础非耦合合奏发生足够大的耦合内存。BP阈值的改善对于SCC和BCC尤其显著，其解耦系综遭受差的BP阈值。对于宽范围的码率，随着耦合存储器的增加，SC-TC显示出接近容量的性能。我们进一步证明了阈值饱和的SC-TC合奏与相同的分量编码器。特别是，我们表明，与相同的组件编码器的SC-TC合奏DE可以适当地重写为标量递归。这使我们能够定义潜在的功能和证明阈值饱和使用的证明技术最近推出的Yedla等人。
2017-10-02 cs.IT math.IT
Coding for Parallel Channels: Gallager Bounds for Binary Linear Codes with Applications to Repeat-Accumulate Codes and Variations
本文主要研究在独立无记忆并行信道上传输的二元线性分组码（或集成码）的性能分析。新的上限上的最大似然（ML）解码错误概率的推导。这些界限适用于各种合奏的Turbo码，特别是集中在重复累积码及其最近的变化，具有低的编码和解码的复杂性，并表现出显着的性能下迭代解码。的框架的第二个版本的杜曼和萨利希（DS2）边界的情况下，平行的渠道，随着其优化的倾斜措施的推导推广。广义DS2和1961年Gallager边界之间的连接，由Divsalar和Sason和Shamai为一个单一的通道，探讨在任意数量的独立的并行通道的情况下。平行通道的DS2界的推广使得能够重新推导出最初由Liu等人推导出的特定界，作为Gallager界的特殊情况。在渐近的情况下，我们让块长度趋于无穷大，新的边界被用来获得ML解码下可达到的信道区域的改进的内界。独立的并行通道的新的界限的紧密性的例子结构化合奏涡轮式代码。改进的界限，其优化的倾斜措施显示，无论块长度的代码，改进的工会界和其他以前报道的独立的并行通道的界限，这种改进是特别明显的中到大块的长度。
2006-07-02 cs.IT math.IT
Pseudo-random Puncturing: A Technique to Lower the Error Floor of Turbo Codes
已经观察到，特定的1/2速率部分系统并行级联卷积码（PCCC）可以实现比它们的1/3速率父码更低的错误平层。然而，良好的穿孔模式只能通过穷举搜索来识别，而当1/2速率部分系统PCCC的系统输出被严重穿孔时，朝向低比特错误概率的收敛可能是有问题的。在本文中，我们提出并研究了一类码率为1/2的部分系统PCCC码，我们称之为伪随机删余码。我们评估他们的位出错率的性能，我们表明，他们总是产生一个较低的错误地板比他们的率-1/3的父代码。此外，我们比较分析结果的模拟和我们证明，他们的性能收敛到错误地板区域，由于他们的系统输出的适度穿孔。因此，我们提出伪随机打孔作为一种手段，提高PCCC的带宽效率，同时降低其错误地板。
2007-04-03 cs.IT math.IT
Iterative decoding of Generalized Parallel Concatenated Block codes using cyclic permutations
迭代解码技术由于其性能和在大多数通信系统中的应用而得到普及。在本文中，我们提出了一个新的应用，我们的迭代译码器上的GPCB（广义并行级联分组码），使用循环置换。我们介绍了一个新的变种的组件解码器。经过大量的仿真，所得到的结果是非常有前途的几个现有的方法相比。我们评估各种参数的影响分量码，交织器的大小，块的大小，和迭代次数。得到了三个有趣的结果，第一个是，在BER（位出错率）的新的组成解码器的性能是相对相似的原始之一。其次，我们的涡轮解码优于其他涡轮解码器的一些线性分组码。第三，所提出的GPCB-BCH（75，51）的迭代译码距离其香农限约2.1dB。
2012-11-13 cs.DS cs.IT math.IT
Graph Neural Network-Enhanced Expectation Propagation Algorithm for MIMO Turbo Receivers
针对MIMO Turbo接收机对外部信息的需求，本文提出GNN增强EP算法及利用EP相关性的边剪枝策略，在误码率10^-5时较EP Turbo增益超1 dB，并以2.5倍更快运行时间达到最先进性能。
2023-08-22 cs.IT eess.SP math.IT
On the Construction of $G_N$-coset Codes for Parallel Decoding
在本文中，我们提出了一种$G_N$ -陪集码的高度并行的阶段置换涡轮类解码器。该译码器利用了$G_N$ -陪集码的两个阶段置换因子图之间的等价性。具体地，$G_N$陪集码的内码由独立分量码组成，因此被并行解码。获取码位的外部信息，并在两个图之间迭代交换，直到收敛。因此，我们探索了一种启发式的和灵活的代码构造方法（信息集选择）的各种信息长度和编码速率。仿真结果表明，所提出的$G_N$ -陪集码可以获得与极化码相当的编码性能，但具有更高的译码并行性。
2019-10-30 cs.IT math.IT
BSGD-TV: A parallel algorithm solving total variation constrained image reconstruction problems
提出了一种求解大规模TV约束线性逆问题的并行重建算法。我们提供了一个收敛性证明，并数值表明，我们的方法是显着快于主要竞争对手，块ADMM。
2018-12-04 cs.IT math.IT
Permutation Enhanced Parallel Reconstruction with A Linear Compressive Sampling Device
在这封信中，置换增强的并行重构结构的压缩采样。在这种结构中，测量矩阵是由块对角传感矩阵和目标信号的稀疏化基构成的。以这种方式，信号在稀疏化基础上的投影可以被划分为若干段，并且所有段可以并行重建。因此，可以显著地减少用于重建的计算复杂性和时间。这一特性对于大数据处理尤其有吸引力。此外，为了减少实现期望的重建误差性能所需的测量的数量，针对信号的投影引入置换。它示出的置换可以隐式地执行通过使用预先设计的测量矩阵。因此，可以用线性压缩采样设备来实现置换增强并行重构。
2014-08-29 cs.IT math.IT
Coding for Parallel Channels: Gallager Bounds and Applications to Repeat-Accumulate Codes
本文主要研究在独立无记忆并行信道上传输的二元线性分组码（或集成码）的性能分析。新的上限上的最大似然（ML）解码错误概率的推导。的框架的第二个版本的杜曼和萨利希（DS2）边界的情况下，平行通道，随着推导出优化的倾斜措施。广义DS2和1961年Gallager边界之间的连接，以前已知的一个单一的通道，被重新访问的情况下，并行通道。新的边界被用来获得ML解码下可达到的信道区域的改进的内界。这些改进的界限适用于合奏涡轮类代码，重点是重复累积码和他们最近的变化。
2006-09-18 cs.IT math.IT
Generalized Spatially Coupled Parallel Concatenated Convolutional Codes With Partial Repetition
我们介绍了广义空间耦合并行级联码（GSC-PCC），一类空间耦合Turbo码通过耦合并行级联码（PCC）与PCC编码前重复的一小部分信息比特。GSC-PCC可以看作是Moloudi等人提出的原始空间耦合并行级联卷积码（SC-PCC）的推广。为了表征GSC-PCC的渐近性能，我们推导了相应的密度演化方程，并计算了它们的解码阈值。我们表明，所提出的代码有一些很好的性能，如阈值饱和，他们的解码阈值提高与重复因子$q$。最值得注意的是，我们的分析表明，所提出的代码渐近接近的能力，因为$q$趋于无穷大与任何给定的组成卷积码。
2021-05-03 cs.IT eess.SP math.IT
Iterative Threshold Decoding of Spatially Coupled, Parallel-Concatenated Codes
空间耦合并行级联码（SC-PCC）已被证明接近信道容量时，使用最佳的迭代法解码。然而，在复杂度约束下，这样的解码策略可能导致不可接受的功率和延迟成本。在这项工作中，我们采用卷积自正交分量码以及低复杂度，次优后验概率（APP）阈值解码器与SC-PCC，以降低解码复杂度。所提出的代码设计比最佳方法更快，更节能，更容易实现，同时提供了显着的编码增益超过现有的阈值可解码，类似于涡轮的结构类似的延迟和复杂性。该设计还用于进一步说明空间耦合可以提供给现有代码构造和解码器实现的优点。
2021-09-05 cs.IT eess.SP math.IT
Improved Iterative Decoding for Perpendicular Magnetic Recording
提出了一种提高垂直磁记录迭代译码性能的算法。该算法继承了作者在并行级联Turbo码、串行级联Turbo码和低密度校验码方面的工作。该算法与信噪比失配技术的应用显示出良好的效果，在介质噪声的存在。我们还表明，与标准的迭代解码算法相比，可以实现一个数量级内的改进。
2005-02-07 cs.IT math.IT
High Speed Compressed Sensing Reconstruction in Dynamic Parallel MRI Using Augmented Lagrangian and Parallel Processing
磁共振成像（MRI）是压缩感知理论被很好地利用以显著减少扫描时间从而导致更快成像或更高分辨率图像的领域之一。已经表明，整体测量的一小部分足以利用压缩感测和并行成像的组合来重建图像。已经提出了用于压缩感知的各种重建算法，其中基于增广拉格朗日的方法已经被证明对于许多不同的应用通常比其他方法表现得更好。在本文中，我们提出了新的增广拉格朗日为基础的解决方案的压缩感知重建问题的分析和综合前配方。我们还提出了一种计算方法，它利用属性的采样模式，显着提高重建的速度在笛卡尔采样MRI的算法。所提出的算法优于早期的方法，特别是对于动态MRI的情况下，传递函数往往是一个非常大的矩阵和显着病态。它也表明，所提出的算法可以加速得多，进一步比其他方法的情况下，与图形处理单元（GPU）的并行实现。
2012-03-20 cs.DS cs.IT math.IT
Optimized Bit Mappings for Spatially Coupled LDPC Codes over Parallel Binary Erasure Channels
本文针对并行 BEC 上的空间耦合 LDPC 码，以 BICM 为场景优化比特映射器，从而改善解码阈值、缩短空间链长度，并在咬尾集合中引发解码波效应。
2013-09-29 cs.IT math.IT
A Unified Ensemble of Concatenated Convolutional Codes
我们介绍了一个统一的合奏类涡轮码（TC），其中包含四个主要类别的TC：并行级联码，串行级联码，混合级联码，编织卷积码。我们表明，对于每个原始类的TC，它是可能的，找到一个等价的合奏通过适当选择的设计参数在统一的合奏。我们还推导出密度演化（DE）方程的二进制擦除通道上的合奏。从DE得到的阈值表明，统一系综的TC系综有类似的渐近行为的原始TC系综。
2017-03-26 cs.IT math.IT
On the Parallel Reconstruction from Pooled Data
在合并数据问题中，目标是从附加测量有效地重建二进制信号。给定一个信号$σ\in \{ 0,1 \}^n$，我们可以一次查询多个条目，并得到查询中非零条目的总数。我们假设查询是耗时的，因此关注于所有查询都并行执行的设置。对于信号稀疏的制度，使$ || σ||_1 = o(n)$我们的结果是双重的：首先，我们提出并分析了一个简单而有效的贪婪重建算法。其次，我们推导出一个尖锐的信息理论阈值的最小数量的查询重建$σ$具有高概率。我们的第一个结果与更复杂的构造的性能保证相匹配（Karimi et al. 2019）。我们的第二个结果扩展了Alaoui等人的结果。（2014）和Scarlett & Cevher（2017）研究了密集信号的合并数据问题。最后，我们的理论研究结果与实证模拟的补充。我们的数据不仅证实了信息理论阈值，但也暗示了我们的池化方案和简单的贪婪重建算法的实用性。
2022-04-13 cs.DM cs.IT math.IT
Generalized Spatially-Coupled Parallel Concatenated Codes With Partial Repetition
提出了一类新的空间耦合类Turbo码（SC-TC），称为广义空间耦合并行级联码（GSC-PCC）。这些码是通过对具有重复$q$次的一部分信息比特的并行级联码（PCC）应用空间耦合来构造的。GSC-PCC可以看作是Moloudi等人提出的原始空间耦合并行级联码的推广。为了表征GSC-PCC的渐近性能，我们推导了相应的密度演化方程，并计算了它们的解码阈值。阈值饱和效应的观察和证明。最重要的是，我们严格证明，任何速率$R$ GSC-PCC系综与2状态卷积分量码实现至少一小部分$1-\frac{R}{R+q}$的重复因子$q\geq2$的二进制擦除信道（BEC）的容量，这种乘法间隙消失，因为$q$趋于无穷大。据我们所知，这是第一类被证明能够实现能力的南南合作。此外，建立了分量码的强度、GSC-PCC的解码阈值和重复因子之间的联系。通过计算机模拟与现有的SC-TC的错误性能进行比较，证明了所提出的有限块长度码的优越性。
2022-02-24 cs.IT eess.SP math.IT
