基于BIBD和循环置换矩阵的LDPC码

提出一种基于平衡不完全区组设计(BIBD)和循环置换矩阵的准循环低密度校验码(LDPC)构造方法。根据实际需求,利用BIBD构造相应的模板矩阵,用适合的循环置换矩阵进行扩展。采用该方法构造的LDPC码具有良好的结构和灵活性,该方法在一定范围内可快速方便构造出某一特定码长或码率的准循环LDPC码。仿真结果证明,准循环LDPC码在高斯白噪声信道上采用迭代译码时,具有较优的纠错性能及较低的错误平层。     

高性能准循环低密度奇偶校验码在导航信号中的应用

全球定位系统(GPS)在其现代化计划中选择低密度奇偶校验(LDPC)码作为其将来的L1C电文的信道编码方案,能够获得优异的译码性能,但复杂度也相对提高,所采用随机LDPC码的编码器和解码器的硬件实现较为困难。在802.16e协议中提出的LDPC码的基础上,提出一种增强型的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC) 码,其校验矩阵同时具有准循环结构和近似下三角结构,且最小圈长为8,克服了随机LDPC码的缺点。仿真结果表明,所构造的QC-LDPC码性能优于802.16e协议中的LDPC码和GPS L1C电文中采用的LDPC码,对我国“COMPASS”导航系统的信道编码方案具有参考价值。     

一类准循环LDPC码的构造

通过构造部分平衡不完全区组设计,得到一类低密度校验（LDPC）码,其最小环长（girth）至少为6,码率的选取具有很大的灵活性,而且可以具有准循环结构,进一步,也利用其构造了girth至少为8的准循环LDPC码。计算机仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道中与随机码相比,我们构造的一些码具有稍好的译码性能。     

基于循环差集的低密度奇偶校验码的构造

基于组合设计中的循环差集,提出一种构造准循环低密度校验(Quasi-Cyclic LDPC)码的方法。所构造的正则Quasi-Cyclic LDPC码的校验矩阵中不存在长度为4的环,并且可以用简单线性移位寄存器实现编码。仿真结果表明,在和积迭代译码下,采用该方法构造的码具有较好的性能。     

均衡不完全区组设计的满秩LDPC码构造及快速编码

为了降低准循环低密度奇偶校验（Low-Density Parity-Check,LDPC）码编码的复杂度,提出了一种基于均衡不完全区组设计（Balanced Incomplete Block Designs,BIBD）满秩LDPC码的构造及快速编码方法。基于BIBD构造的满秩校验矩阵可以快速得到系统循环阵形式的生成矩阵。此方案设计不但可以实现线性化编码,而且编出的码字都为系统码。仿真结果表明,构造出的LDPC码具有很好的误码率性能和收敛特性,而其满秩的编码方法具有较好的通用性和实用价值。     

基于PEG算法的准循环LDPC码的编码构造方法

为了将渐进添边(Progressive edge-growth,PEG)算法应用于准循环低密度校验码(Low density paritycheck codes,LDPC codes)的构造,本文从最小化环长和减少短环周期的角度,提出一种新颖的准循环LDPC码的编码构造方法.利用该方法构造出一个码率为1/2的LDPC码,并通过计算机仿真得到其误帧率曲线,其性能优于3GPP中相同码长码率的Turbo码.该LDPC码不仅性能优异,而且编译码方法简单、复杂度低,能够节省存储空间,适用于未来移动通信以及深空通信.     

一类准循环LDPC码的平衡环的算法

在用循环置换矩阵构造准循环LDPC码时会出现一类无法消除的环,称为平衡环。分析了准循环LDPC码的平衡环的结构,并给出了搜索任意长度的最简平衡环的关联矩阵的方法。     

国数字地面电视标准中LDPC码的半并行译码结构设计*

中国数字地面电视广播标准采用准循环低密度校验码（QC-LDPC）作为其信道编码的内码。根据该类LDPC码的准循环特性,提出了一种基于后验概率的简化最小和算法及其对应的半并行译码结构。其可实现在同一接收机中尽量复用硬件资源并减少消耗情况下LDPC码的多码率译码。最后,使用可编程门阵列实现了此结构并验证了其性能,实验表明,该方法比传统的最小和算法性能略有降低,但可节约大量存储器资源。     

面向物理层信息安全的QC-LDPC跳码设计

低密度奇偶校验（Low density parity check, LDPC）跳码可以在物理层基于跳变的校验矩阵进行差错控制编译码。准循环低密度奇偶校验码（Quasi-cyclic low density parity check code, QC-LDPC）因其良好的纠错性能和易于工程实现的优点而得到广泛应用。本文提出了一种简单且易于工程实现的QC-LDPC跳码设计方法。首先采用有限域的两类子群设计跳变的基矩阵,再通过基模图码的外信息转移算法对基矩阵散列的校验矩阵进行掩模,使跳变矩阵具有统一架构和快速编码结构。仿真和分析表明,设计的QC-LDPC跳码具有超大的跳变码集和良好的纠错性能,码集中LDPC码数目可达10³⁴个,随着码长增加,码集中的LDPC码数目呈指数倍增加,其平均性能可与诸多协议中的LDPC码相当,可用于提升通信系统的可靠性和安全性。     

无小环的结构化低密度校验码的构造方法

提出了一种基于代数方法和图的高度结构化的低密度校验(LDPC)码构造方法.该方法通过设计一个有3类特殊线路的连接图,来保证由此连接图映射而得的校验矩阵对应的Tanner图无小环.此方法可构造最小环长分别为8和12的两类(3,k)准循环(QC)规则LDPC码.对该方法进一步扩展,还可构造两类列重为2最小环长分别为16和24的结构化LDPC码.仿真结果表明在加性高斯白噪声(AWGN)信道下,用迭代译码算法,在误比特率为10-5时,新提出的(3,k)准循环规则LDPC码优于对应的随机构造的LDPC码0.1dB,而新提出的列重为2的结构化LDPC码优于对应的随机构造的LDPC码2dB.     

低编码复杂度不规则准循环LDPC码的构造方法

针对不规则低密度奇偶校验码（LDPC码）误码性能好,但编码复杂度高的问题,利用重复积累码（RA码）能有效编码的特性和掩模技术,提出了一种不规则LDPC码的构造方法,该码具有线性复杂度的编码算法。该构造方法,首先对RA码的校验矩阵进行了改进,消除了RA码常产生的错误平层效应;然后基于范德蒙矩阵构造了一种新的校验矩阵,该校验矩阵具有代数结构,易于硬件实现。理论分析和实验结果表明,构造的不规则LDPC码的编码复杂度低于Mackay随机码,在加性高斯白噪声（AWGN）信道条件下,误码率为1.0×10^-4时,比Mackay随机码性能提高约0.4~0.6 dB。     

协作通信系统中的LDPC码性能分析研究

协作通信方式是解决通信系统容量不断增加的重要方法,协作通信系统中采用LDPC码,可以有效改善中继节点处的差错传播带来的系统性能下降。给出了LDPC码的基本编解码原理,阐述了基于LDPC码的协作通信系统的分析模型,给出相应的数值仿真结果和分析。仿真结果表明,采用了（3,6）正则LDPC码的协作通信系统的性能远优于直接通信链路的性能。     

具有快速译码收敛速度的LDPC码设计

为了提高非规则LDPC码译码的收敛速度,提出了一种具有快速收敛速度的LDPC码构造算法。该算法在原有非规则LDPC码的基础上,通过对校验矩阵进行列重排,来提升信息比特译码的可靠性,以此降低迭代次数,提高收敛速度。仿真实验表明,采用该算法设计的LDPC码,在采用基于变量节点的分层置信度传播（VL-BP）译码算法下,平均迭代次数有明显的降低。另外,对于置信度传播（BP）译码算法和VL-BP译码算法来说,设计的LDPC码具有更优的误码性能。     

LDPC码在小波压缩图像传输中的应用

LDPC码是一种具有低复杂度,强纠错能力的信道编码结构,SPECK算法是嵌入式小波图像压缩编码中性能较好的一种。本文充分考虑SPECK算法和改进LDPC码的特性,提出了根据信源编码后数据在重建时的重要程度进行不等纠错保护的信源信道联合编码方案。实验表明,该方案有利于压缩图像在噪声信道上的可靠传输,提高系统整体纠错性能。     

数字电视标准DMB-T高速LDPC译码器VLSI设计

在我国的数字电视广播地面传输标准DMB-T中,使用了准循环非规则LDPC码作为前向纠错编码。针对此标准中LDPC码的特点,采用修正最小和译码算法,设计了一种半并行结构实时译码器,可实现DMB-T中三种不同码率下的LDPC译码,并有效地实现了硬件结构复用。与其他设计方案相比较,减少了RAM块的数量一半以上,全局布线难度也大大降低。整个设计在Stratix II FPGA上进行了综合验证。当译码迭代次数为20次时,系统吞吐量可达100 Mb/s以上。     

LDPC码与ARQ在水声通信中的性能研究

在水声通信中,有些情况下系统中要求误码率非常低,仅仅靠信道编码的方法不能满足通信质量要求。循环冗余校验码（CRC）是一种性能良好的循环码,非常适用于检错系统,低密度校验码（LDPC）性能接近香农极限的信道编码之一,其译码复杂度远远小于Turbo码。为了满足低误码率的要求,提出了一种将LDPC码和自动重发请求（ARQ）结合应用的方法,在CRC校验之后进行信道编码,在保证通信质量的前提下尽量减小发送信息的冗余度。仿真结果表明,该方法可以将误码率降低到10^-9以下。     

基于简化高阶调制算法的LDPC编码OFDM系统

低密度校验码（Low Density Parity Check codes）的重新发现是继turbo码之后信道编码领域又一里程碑事件。LDPC码凭借其优异的性能和较低的译码复杂度,被广泛的运用于各种高速通信系统。本文提出了采用简化高阶QAM的LDPC编码OFDM系统（LDPC-COFDM）,在保证高效可靠传输的同时降低了实现复杂度。仿真结果显示这种算法在AWGN和多径衰落信道下均具有良好的性能。     

借助LDPC码提高数字水印鲁棒性

根据数字水印系统与通信系统模型的等效性，本文提出了一种基于LDPC码的鲁棒性图像数字水印方案。该之置采用LDPC码作为水印信道编码，对图像水印传输进行差错控制， 把用心码编码后的水印序列嵌入原始图像的频域，在提取水印时采用LPDC码的迭代译码算法。仿真实验结果表明，该方案降低了水印在传输过程中的误码率，提高了水印的抗 抗攻击能力，具有很好的鲁棒性和视觉不可见性。