一种Tanner图短环计数新方法

短环是影响低密度校验码迭代译码性能的重要因素．利用树结构展开的思想,通过分析无效短环和重复短环对计数结果的影响,得出了低密度校验码的一个短环计数公式．利用这一公式,提出了一种基于树结构展开的Tanner图短环计数算法,可对任意给定长度的短环进行计数,从而克服了现有短环计数算法仅能对特定长度短环计数的缺点．对一些典型低密度校验码的短环数量统计结果表明这种算法的正确性．     

针对特定LDPC码的多子译码器并行组合译码方法

对于分组纠错码的译码,由多个子译码器构建的并行译码系统比单译码器系统有较大的性能提升,但是可实现并行译码处理的子译码器的构造却是一个挑战性难题。为此,该文提出一种针对特定LDPC码的适于BP译码算法运用的多子译码器并行组合译码方法。该方法针对基于本原多项式构造的一类LDPC码的译码尤其有效,其特点是:各个子译码器所依赖的校验矩阵由基础校验矩阵的恰当循环移位获得,而循环移位量的恰当选择则依赖了m序列(唯一对应于本原多项式)的采样特性;各个子BP处理过程的迭代次数设置为其校验矩阵最短环长的一半,由此可消除短环对BP译码性能的影响;各子BP处理模块输出的信息比特外信息再经过基础译码模块处理后与并行配置的基础译码输出,一并进行最大似然判决处理并获得译码输出。该方法的仿真结果显示,在误码率为10?5且多子译码器并行组合译码方法在设置5个子译码模块时,其译码性能比原单译码器译码方法高约0.4 dB。     

一种改进型的LDPC码构造方法的研究

低密度奇偶校验码(LDPC)作为先进的信道编码方式,已成为第四代通信系统(4G)强有力的竞争者。Gallager提出的LDPC码具有正则的二分图结构,而正则LDPC码性能的优越性通常要在码长较长时才能够体现出来。当码长为中短长度时,由于编码中短长度圈的存在,会在某种程度上降低编码的性能。通过对Gallager的构造方法的改进,可消除其中长度为4的短圈,提高LDPC的编码性能。     

一种改进的准循环LDPC码环消除算法

通过推广Yang, Liu 和Shi给出的从基矩阵到校验矩阵的环扩展约束条件,提出了一种大围长准循环LDPC码的构造算法．该算法改善了环消除算法的局部围长分布,获得了更好的纠错性能．仿真结果表明,在80次迭代置信传播译码下,采用本算法构造的1/2码率非规则LDPC码在E_b/N₀为1.5dB时,误码率为2×10^-6．     

达到最小汉明距离上界的准循环GF(q)-LDPC码

为了构造在瀑布区和错误平层区都具有良好性能的多元低密度校验(LDPC)码,提出了一种提高多元准循环(QC)LDPC最小汉明距离的构造方法.针对列重为2的QC LDPC码,证明了其最小汉明距离的2个上界,并提出了一种支持线性复杂度并行编码的基矩阵设计,给出了构造原则.根据该原则构造出的QC LDPC码可达到其最小汉明距离上界,且具备并行线性编码的优点.仿真结果表明,该码在瀑布区域具有良好的性能,同时具有较好的错误平层特性.     

LDPC codes constructed from resolvable group divisible designs

A new construction method for low-density parity-check (LDPC) codes is presented based on resolvable group divisible designs (RGDDs). The resulting LDPC codes are free of 4-cycle. With the use of RGDDs, a class of masking matrices is also constructed, and then many more quasi-cyclic (QC) LDPC codes are obtained by the masking technique. Numerical results show that the proposed LDPC codes with iterative decoding using the sum-product algorithm perform very well over the AWGN channel. Furthermore, the QC-LDPC codes constructed based on masking have a better BER/FER performance than the original ones.     

Nonbinary LDPC codes constructed based on cyclic difference families

This paper presents two classes of nonbinary LDPC codes based on cyclic difference families. A method of constructing nonbinary LDPC codes with various rates and over different fields is also proposed. A class of codes whose parity-check matrices consist of weight-2 columns, known as cycle codes, has girth 12, and it is also proved that these codes have a minimum distance of at least 6. Simulation results show that the constructed nonbinary LDPC codes outperform the binary and nonbinary codes derived from other constructions over the AWGN channel with BPSK modulation.     

一种有效的LDPC码伪码字搜索算法

为了获得影响低密度奇偶校验码线性规划译码性能的伪码字,通过深入分析有害的Tanner子图中变量节点位置与线性规划译码器输入分量位置的对应关系,提出了二元对称信道下低密度奇偶校验码的一种有效的低重量伪码字搜索算法．通过对基于交替方向乘子法的线性规划译码器输入向量叠加偏置噪声,经过有限次迭代搜索后可快速收敛到低重量伪码字． 仿真结果表明,与现有伪码字搜索算法相比,所提出的方法能够更准确地找到大量中短码长规则和非规则低密度奇偶校验码的低重量伪码字．     

Cireulant矩阵构造准循环LDPC码的旋转环长分析法

低密度奇偶检验（QC-LDPC：Quasi-CyclicLow-Density Parity-Check）码的环长分布影响决定着LDPC码的解码效果和编码复杂度,但其分析较困难。为此,首次提出旋转距离分析法,用于分析基于Circulant矩阵构造的准循环低密度奇偶校验码（Qc-LDPC码）的环分布,并给出了任何一个基于Circulant矩阵构造出的Qc．LDPC码中的最小环长（girth）的上限（12）。同时,运用该方法,分析出一种权重为（3,5）的Qc-LD-PC码的译码效果与该码环分布的关系。由于LDPC码奇偶校验矩阵中的Circulant子矩阵,可以被当成1个矩阵节点的单一节点看待．从而简化了整个码的特纳图,使寻找QC-LDPC码中闭环的方法变得简单。     

LDPC码译码算法的性能分析

LDPC码是一种优良的差错控制编码.鉴于其译码算法的复杂度直接影响到编码的应用前途,阐述了LDPC码的几种译码算法.重点介绍了基于Tanner图结构的BP算法,然后分析和比较了由FOSSORIER提出的BP-based算法和CHEN J提出的两种改进算法-Normalized BP-based、offset BP-based算法以及最优译码算法在AWGN信道下的性能特性.     

一种快速的渐进边增长算法

提出了一种构造低密度校验码的渐进边生长算法的快速实现方法．该方法使用平衡搜索树对校验节点进行排序,并且在边生长过程中对Tanner图的变化进行跟踪．平衡搜索树使对特定校验节点的查找具有对数复杂度,且通过跟踪Tanner图的变化可大大减少对Tanner图进行树形展开操作的次数．相对于基于标志位的实现方法,基于平衡搜索树的渐进边增长算法有效地降低了计算复杂度．以构造一个码长为10⁴的低密度校验码为例,基于平衡搜索树的快速渐进边增长算法的用时为基于标志位方法的1/5．     

一种改进的LDPC码与卷积码级联方案

给出一种改进的LDPC码与卷积码级联方案.LDPC码编码利用消除四环的下三角校验矩阵进行线性编码,在实现快速编码的同时保证较好的性能.在级联系统中,LDPC码采用由短码交织而成的长码,可实现并行译码,获得接近长码的性能.整个方案实现起来复杂度较低、时延小.仿真结果表明在小信噪比状态下,其性能明显优于RS码和卷积码的级联系统.     

欧氏几何准循环LDPC码构造方法改进

为降低短环对低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码迭代译码性能的影响,提出一种改进的基于欧氏几何的准循环LDPC码构造方法。利用已有的欧氏几何方法构造出不含4环的大矩阵,统计其中的短环分布并逐步将参与短环数最多的行和列删除,使构造出的准循环LDPC码包含较少的短环,从而降低短环对迭代译码性能的影响。仿真结果表明,与已有欧氏几何LDPC码相比,改进方法构造的LDPC码具有更少的短环,可获得更好的纠错性能。     

仿射置换矩阵结构下的高性能SC-LDPC码

空间耦合(SC)低密度奇偶校验 (LDPC)码的卷积结构在带来卷积增益的同时也引入了记忆结构。对于采用滑动窗译码的SC-LDPC码,前面的译码错误信息会影响后面的译码,尤其是对耦合长度较长的SC-LDPC码,容易引起误码扩散。因此,SC-LDPC码比传统的LDPC块码对结构设计的要求更高。为了提高设计空间和性能,提出用仿射置换矩阵(APM)替代传统的循环位移矩阵构造SC-LDPC码。通过实验发现并证明了APM-LDPC码结构具有全环和非全环现象,且非全环现象仅出现在APM-LDPC码中。应用非全环现象构造的APM-SC-LDPC码能显著降低短环数量和误码平层,在瀑布区有明显优势。     

低密度奇偶校验码的线性规划译码研究

分析了应用线性松弛方法对低密度奇偶校验(LDPC)码进行最大似然译码的基本原理,介绍了基于LDPC码校验矩阵因子图表达构造码字多胞形的方法。这些多胞形描述过于复杂,并且存在冗余,因此给出了一种简化约束条件。从接收正确码字必须服从校验方程出发,导出了以错误模式为变量、基于伴随式的LDPC码最大似然译码优化模型。     

一种使用LDPC码中小环信息位作为导频序列的方法

导频是一种很常用的符号同步、信道估计方式, 它不可避免地会降低信道带宽利用率。针对使用导频和低密度校验码(LDPC码)的通信系统, 提出一种使用LDPC码中小环信息位作为导频序列的方法。通过确定各信息节点所在不同长度环的个数的方法来确定LDPC码的小环, 寻找LDPC码中较小环分布较广的由信息位生成的信息节点, 并用确定的初始值进行替换, 把这些信息节点作为导频序列进行传输。仿真实验结果表明, 对于选定的(1 000, 500)的LDPC码, 把其中的50个信息位改作导频序列, 设定最大迭代次数为10, 从而在码率降低的代价下, 在信噪比为3.1 dB时误码率能提高约2个数量级。在该方法中, 一方面导频序列能作为固有的已知信息完成传统的符号同步; 另一方面, 该已知信息也能在译码时利用LDPC码的小环, 提高LDPC码的性能, 从而使信道带宽利用率得到有效提高。       

Selection algorithm of finite alphabet iterative decoders for LDPC codes

An efficient selection algorithm for finite alphabet iterative decoders (FAIDs) is presented for LDPC (low-density parity-check) codes over the BSC (binary symmetric channel). By taking advantage of the characteristics of decoding rules for variable nodes on Tanner graphical presentations, a set of candidate FAIDs is constructed for some typical LDPC codes. Based on the evaluation of decoding performance for the received channel messages with various additional bias noise inputs derived from trapping sets, the statistical optimal FAID can be rapidly selected from the candidate FAIDs. Finally, simulation results show the validity of the proposed algorithm.     

基于马尔可夫的LDPC码围长检测研究

LDPC码是目前最好的信道编码技术之一,由于其校验矩阵中存在短环,采用和积等迭代译码算法时将会降低译码性能.因此,围长是目前设计LDPC码的一个很重要的方面,检测与消除短环已成为提高LDPC码译码性能的重要措施.在基于校验矩阵的环路检测定理基础上,根据马氏链的特点和最大熵原理,将校验矩阵转化为转移概率矩阵,给出了一种基于转移概率矩阵的围长检测方法,在理论上给予证明,且进行了仿真,结果表明该方法对不同的校验矩阵具有很好的围长检测效果,且能对其状态进行分类判别.     

IRA码结构优化与高斯逼近分析

码结构是决定IRA码性能的重要因素,因此利用高斯逼近对IRA码结构进行了优化。介绍了IRA码的图模型理论,给出了IRA码的Tanner图结构。分析了度为2的变量节点对码结构的影响。在AWGN信道下,基于给定的噪声方差,对IRA码的高斯逼近进行了研究,设计度分布多项式。基于高斯逼近原理设计出IRA码,并进行计算机仿真。仿真结果表明这类码相对于MacKay法构造的LDPC码能带来性能上的提高,并且具有良好的消息收敛特性。     

多进制LDPC码的LU分解编码算法

为了解决多进制低密度奇偶校验（LDPC）码的通用编码,从Tanner图结构出发,利用下三角和上三角(LU)分解进行编码的算法,以保证矩阵稀疏性为目标,详细推导了与分析行主元策略、行列主元策略和行列相乘主元策略等主元选取策略,并对所提算法进行了仿真. 测试结果表明,相比于现有LDPC码LU分解编码方法,新算法能将矩阵稠密度降低一半以上,为多进制LDPC码通用编码算法的应用奠定了基础.