基于PEG算法的准循环扩展LDPC码构造

推导证明了准循环结构的LDPC码(low-density parity-check code)一致校验矩阵与其对应Tanner图环结构之间的一些重要关系.在此基础上提出了一种基于PEG(progress edge growth)算法的准循环扩展LDPC码构造算法,利用PEG算法产生基矩阵,再对基矩阵进行准循环扩展.该扩展算法可以在不改变基矩阵度分布比例情况下,有效消除基矩阵中的短环.仿真结果表明,在码长相同、码率和度分布近似情况下,新算法得到的码在经典BP和MS译码算法下性能不亚于PEG等方法构造的码.通过对比分析认为,在给定度分布的情况下,优化设计的环结构可明显改善译码性能,此算法利用准循环码环结构交叠较少特点,较好地实现了编码复杂度和译码性能之间的统一.     

基于PEG算法的准循环LDPC码构造方法研究

PEG算法,即逐步边增长算法,是一种基于Tanner图构造LDPC码的方法,研究表明该方法构造的LDPC码具有优 异的纠错性能.在PEG算法的基础上,本文提出了一种准循环LDPC码的构造方法.仿真结果表明,所提出的方法构造的LDPC码与用原始PEG算法构造的随机LDPC码具有几乎相同的优异性能,而且由于准循环特性,用本文提出的方法编译码更简单,可以通过反馈移位寄存器来实现.此外,码率更易于调整.     

一种基于循环移位矩阵的LDPC码构造方法

具有准循环结构的低密度奇偶校验码(QC-LDPC Codes)是目前被广泛采用的一类LDPC码。本文提出了一种结合PEG算法构造基于循环移位矩阵的QC-LDPC码的方法。该方法首先将QC-LDPC码传统的基于比特的二分图简化为基于Block的二分图,然后在该图中采用PEG算法遵循的环路最大原则确定每一个循环移位矩阵的位置,最后根据QC-LDPC码的环路特性为每一个循环移位矩阵挑选循环移位偏移量。利用该算法,本文构造了长度从1008bit到8064bit,码率从1/2到7/8各种参数的LDPC码。仿真结果表明,本文构造的LDPC码性能优于目前采用有限几何、两个信息符号的RS码、组合数学等常用的代数方法构造的QC-LDPC码。     

低复杂度的LDPC码联合编译码构造方法研究

LDPC码因为其具有接近香农限的译码性能和适合高速译码的并行结构,已经成为纠错编码领域的研究热点。LDPC码校验矩阵的构造是基于稀疏的随机图,所以该类码字编码和译码的硬件实现比较复杂。以单位阵的循环移位阵为基本单元,构造LDPC码的校验矩阵,降低了LDPC码在和积算法下的译码复杂度。同时考虑到LDPC码的编码复杂度,给出了一种可以简化编码的结构。针对该方案构造的LDPC码,提出了消除其二分图上的短圈的方法。通过大量的仿真和计算分析,本文比较了这种LDPC码和随机构造的LDPC码在误码率性能,圈长分布以及最小码间距估计上的差异。     

800Mbps准循环LDPC码编码器的FPGA实现

本文提出了一种准循环低密度奇偶校验码的低复杂度高速编码器结构.通过利用循环矩阵的结构特性,增加少量的硬件开销就可以提高编码器的并行度,得到一种基于并行SRAA结构的编码算法,提高了编码器的吞吐量.这种编码方法的主要优点是复杂度较低,且编码延时小.在Xilinx Virtex 4 FPGA上实现了(8176,7154)有限几何LDPC码的编码器,吞吐量达到800Mbps.     

基于PEG算法的准循环LDPC码构造研究

为了兼顾LDPC码较高的纠错性能和较简单的硬件实现,提出了一种基于PEG算法的准循环LDPC码校验矩阵的构造方法,该方法首先利用PEG算法构造基矩阵,然后利用提出的移位参数公式来构造循环移位矩阵,再用循环移位矩阵和全零矩阵对基矩阵进行优化扩展,形成的校验矩阵最短环长至少为8环。该方法具有与PEG算法非常接近的纠错性能,尤其是当信噪比高于1.2 dB时要优于PEG直接构造法,而硬件实现比PEG算法简单,且参数选择灵活方便。     

一类准循环LDPC码的快速编码方法

简述了LDPC码的研究现状及编码方法.在此基础上分析了目前常用的编码实现方式,并针对一类准循环LDPC码的特点,提出一种更简洁的快速编码算法及设计实现思路.     

QC LDPC码低复杂度消环算法

QC LDPC (Quasi-才yclic Low-density Parity-check)是一类半结构化的低密度奇偶校验码,其分块的矩阵结构具有超大规模集成电路实现上的便利,同时保持了优异的纠错性能. 本文针对QC LDPC码的基矩阵,提出一种移位因子的搜索方法及其改进版本。通过对基矩阵的扩展矩阵的Tanner图进行树形展开来进行环的检验,避免了传统算法中的复杂算术操作,降低了复杂度。在采用和IEEE 802.16e中码率为0.5的LDPC码方案相同的基矩阵条件下,本文的算法构造出的QC LDPC码具有更优的环长分布,同时纠错性能也有提升。      

一种基于QCE-PEG的LDPC码构造方法

为提高LDPC码的实用性,该文提出了一种QCE-PEG校验矩阵构造方法,给出了实现具体步骤和设计实例。该算法将构造过程分解,结合准循环扩展技术和渐进边增长构造方法的优点,既能满足度分布对的需要,又保证了平均围长尽可能大的要求,提高了LDPC编码的速度和性能。仿真结果表明：用该方法设计的中短长度非正则LDPC码,其性能优于渐进边增长方法构造的PEG码,且设计简单,编码快速,便于工程实现,具有良好的应用前景。     

800Mbps准循环LDPC码译码器的FPGA实现

本文提出了一种适用于准循环低密度校验码的低复杂度的高并行度译码器架构。通常准循环低密度校验码不适于设计有效的高并行度高吞吐量译码器。我们通过利用准循环低密度校验码的奇偶校验矩阵的结构特点,将其转化为块准循环结构,从而能够并行化处理译码算法的行与列操作。使用这个架构,我们在Xilinx Virtex-5 LX330 FPGA上实现了(8176,7154)有限几何LDPC码的译码器,在15次迭代的条件下其译码吞吐量达到800Mbps。      

一种高性能低复杂度的非规则LDPC码的构造方法

该文提出了一种基于置换矩阵(permutation matrix)的非规则低密度奇偶校验(LDPC)码构造方法。首先,提出了基于改进eIRA(IeIRA)算法的全局矩阵M;接着,通过对全局矩阵H进行矩阵置换,生成LDPC码的校验矩阵H;研究了校验矩H中短圈(short cycle)长度与置换矩阵循环移位系数的关系,通过选择循环移位系数,以达到改善误比特率性能的目的。仿真结果表明,该文提出的构造方法在保证线性编码复杂度的前提下,增大了码字的最小距离,减少了小停止集合(stopping set)的数量,降低了误比特率的差错平台(error floor)(达到10-9)。     

基于自身可信度的低复杂度LDPC码位翻转解码算法

提出一种基于位翻转的低复杂度、便于硬件实现的LDPC码解码算法.该算法充分利用变量节点的本征信息来计算翻转判决函数,减少了对其它变量节点软信息的需求,因此大大降低了解码硬件实现的复杂度,同时保证翻转判决函数具有较高的可靠性.利用该算法,对RS-based LDPC码进行的仿真结果表明,改进算法的解码性能接近甚至略优于IMWBF算法.     

一种非规则广义LDPC码的构造方法

广义低密度奇偶校验(Generalized Low睤ensity Parity睠heck,GLDPC)码把低密度奇偶校验(Low睤ensity Parity睠heck,LDPC)码中的单奇偶校验(Single Parity睠heck,SPC)节点替换为校验能力更强的广义约束(Generalized Constraint,GC)节点,使其在中短码和低码率的条件下具有更低的误码率。传统GLDPC码要求基矩阵的行重等于分量码的码长,这限制了GLDPC码构造的灵活性。另外,相比于传统GLDPC码中GC节点位置的随机选取,GC节点的位置选择在GLDPC码的误码率性能上有一定的优化空间。针对以上两点,提出了一种基于渐进边增长(Progressive Edge-rowth,PEG)算法的非规则GLDPC码构造方法和一种基于Tanner图边数的GC节点位置选择算法。使用PEG算法生成的非规则LDPC码作为本地码,根据本地码的校验节点度使用多种分量码,结合GC节点位置选择算法构造非规则GLDPC码。仿真结果表明,与传统方法构造的GLDPC码相比,基于Tanner图边数的GC节点位置选择算法构造的非规则PEG-LDPC码在误码率和译码复杂度上均得到明显改善。     

卫星激光通信中一种基于矩阵扩展的RC-LDPC码构造方法

为降低卫星激光通信系统中的硬件资源,结合斐波那契数列的性质,基于矩阵扩展的方法提出了一种码率兼容低密度奇偶校验(Rate-Compatible Low-Density Parity-Check,RC-LDPC)码的构造方法。用该方法所构造的RC-LDPC码围长为6且具有准循环特性,所需存储元素少,降低了计算复杂度,利于硬件实现,更适合在卫星激光系统中传输。仿真结果表明:利用该方法构造的RC-LDPC码在较大码率范围内均具有良好的译码性能,且在相同条件下,当误码率(BER)为10-6时,所构造的RC-LDPC码与同码率、同码长的其他码型相比较,其净编码增益均有一定提高。     

低密度校验码的蚕食算法线性编码

首先论证了通过执行行列置换，将稀疏奇偶校验矩阵H变成近似下三角矩阵H^T，同时应用以对角扩展处理为核心算法的蚕食算法使编码的复杂度可控制为线性的。接着论述了蚕食算法的3个阶段：启动阶段、主要三角矩阵变化阶段、清除阶段，当算法结束时校验节点将以O(√n)的高概率剩余，即g将以极高的概率小于O(√n)。     

有限长不规则LDPC码的构造和编码的优化

该文分析了影响有限长低密度校验(LDPC)码性能的主要因素,在此基础上从度分布参数的优选为起点,结合改进的循序边增长(PEG)算法构造出初步的校验矩阵,提出一种实用的编码优化算法对该校验矩阵进一步优化,最终得到错误平底低且编码复杂度准线性的有限长不规则LDPC码。该优化方法可以容易地推广到一般的信道条件下。     

基于矩阵分块的LDPC码快速编码结构研究

低密度奇偶校验(LDPC)码由于具有接近香农限的性能和高速并行的译码结构而成为研究热点。然而,当码长很长时,编译码器的硬件实现变得很困难。文章从编译码实际实现的角度出发,提出一种基于分块的LDPC码下三角形校验矩阵结构,降低了编译码复杂度,不仅可以实现线性时间编码,同时还可以实现部分并行译码。仿真结果表明,具有这种结构的LDPC码和随机构造的LDPC码相比具有同样好的纠错性能。     

光通信系统中一种低复杂度的AP-QC-LDPC码新颖构造方法

提出了一种低复杂度的具有等差数列(AP)特性的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法,该方法结构简单,节省了存储空间,可根据实际需要灵活地改变码长和码率.利用该方法构造出的AP-QC-LDPC(4599,4307)码的校验矩阵的每行元素为等差数列,且公差单调递增,所以该校验矩阵不含有4环.仿真结果表明:在误码率(BER)为10-6时,该AP-QC-LDPC(4599,4307)码比ITU-T G.975中的RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中LDPC(32640,30592)码的净编码增益(NCG)分别改善了约2.19和1.48 dB,比基于有限域乘群的eIRA-QC-LDPC(4599,4307)码和QC-LDPC(3780,3540)码的净编码增益分别提高了约0.16和0.2dB.该方法构造的AP-QC-LDPC(4599,4307)码具有更好的纠错性能,能更好地适应光通信系统的需求.     

一种优化LDPC码环分布的改进算法

在下一代移动通信系统中,为了满足移动用户对高速、宽带数据传输业务不断增长和更高质量的要求,需要对现有物理层的关键技术作进一步的改进、完善和实用化,例如在信道编码方面,就采用了革命性的LDPC码。而PEG算法则是目前构造中短码长LDPC码最有效的算法之一。通过借鉴ACE算法,在对已有的结构优化设计算法深入理解的基础上,对PEG算法进行了改进,得到了一种可以进一步优化LDPC码环分布和最小距离的改进算法。仿真结果表明：由新算法构造出来的LDPC码的环分布和码重分布都明显优于PEG算法;其性能曲线在低信噪比时与原算法相差不大,而随着信噪比的增加可以有效地降低错误平层。