为了提高低密度奇偶校验(LDPC)码的加权比特翻转(WBF)译码算法的译码速度和性能,文章提出了一种具有多/单比特切换机制的两级WBF译码算法。译码首先在第一级解码器中进行多比特翻转译码,当发现循环翻转或最大翻转函数值小于零时,跳到第二级解码器中进行单比特翻转继续译码,从而消除多比特的循环翻转和实现多比特向单比特译码的切换。仿真结果表明,与基于幅度和的加权比特翻转(SMWBF)译码算法以及基于变量节点更新的SMWBF(VSMWBF)译码算法相比,在加性高斯白噪声信道下,文章所提算法获得了平均迭代次数和译码性能的双增益。

为了解决串行抵消(Successive Cancellation, SC)译码算法在中短码长情况下译码性能不佳的问题, 在SC译码算法的基础上增加路径列表和比特翻转方法得到一种改进的串行抵消列表翻转(Successive Cancellation List Flip, SCLF)译码算法。该算法利用比特翻转构建最不可靠的信息位集合, 称为翻转集合(Flipping Set, FS), 同时提出一种新的度量法则来缩小FS的范围、提高FS的准确率。仿真结果表明, 随着信噪比的增大, 所提出的SCLF译码算法误块率(Block Error Rate, BLER)有较大提升, 当BLER为10-3时, SCLF(码长N=256,列表大小L=8)译码算法的增益比SC(N=256)译码算法提升了0.55dB; 当BLER为10-4时, SCLF(N=256,L=8)译码算法的增益比CA-SCL(N=256,L=8)译码算法提升了0.22dB; 当BLER为10-5时, SCLF(N=256,L=16)译码算法的增益比CA-SCL(N=256,L=16)译码算法提升了0.17dB。

针对串行抵消列表翻转(Successive Cancellation List Flip, SCLF)译码算法存在译码性能与复杂度不能同时兼顾的问题, 提出了一种快速串行抵消列表翻转(Fast Successive Cancellation List Flip, FSCLF)译码算法。该算法通过加入四种特殊结点的识别来加快译码速率, 同时构建了临界集(Critical Set, CS), 不再依据先前译码错误而引起的错误传播, 而是通过两种特殊结点即信息比特R1结点和单奇偶校验(Single-Parity-Check, SPC)结点分别对对数似然比(Log-Likelihood Ratio, LLR)值进行计算来判决并确定翻转位置, 当奇偶校验位不满足时只需翻转与最不可靠输入LLR值相对应的信息比特, 这样减少了翻转次数, 从而降低了算法复杂度。仿真结果表明: 在误块率为10-5时, 所提出的FSCLF译码算法比原SCLF译码算法的信噪比改善了0.09dB, 为中短码长情况提供了参考算法。

根据冰-水混合云中冰晶和水滴粒子的谱分布函数及消光因子, 得到冰-水混合云的冰水含量比例与量子卫星通信信道之间的衰减关系; 针对比特翻转信道和退极化信道, 分别建立冰水含量比例与信道容量、信道保真度之间的方程; 分析了冰水含量比例对信道建立速率的影响.仿真结果表明：当冰水含量比例分别为1∶2和1∶9时, 比特翻转信道、退极化信道的容量分别为0.65和0.92、0.59和0.95; 当信源字符的概率为0.9时, 比特翻转信道、退极化信道的保真度分别为0.60和0.83、0.89和0.95; 当传输距离为2 km, 纠缠粒子对保真度为0.8时, 信道建立速率分别为7.40 Hz和15.57 Hz.因此, 当量子卫星信号出现较大衰减时, 应根据冰-水混合云的冰水含量比例, 自适应调整量子卫星通信系统的各项参量, 以提高量子卫星通信的可靠性.

在高斯白噪声(AWGN)信道情况下, 针对LDPC码的译码算法进行深入分析后, 对适用于低密度奇偶校验(LDPC)码的硬判决译码算法与软判决译码算法进行了仿真与对比分析, 并通过引入乘性校正因子以降低软判决算法中对数域置信传播(LLR-BP)算法的变量消息相关性。仿真分析表明改进后的LLR-BP算法与原算法相比, 在几乎不增加计算复杂度的情况下, 其译码纠错性能得到了明显的改善。因而改进后的LLR-BP算法具有明显的优越性。