高性能准循环低密度奇偶校验码的构造

提出了一种高性能QC-LDPC码的构造模式,通过扩展码长较短的LDPC码得到码长比较长的QC-LDPC码。仿真结果表明,该构造模式具有线性编码复杂度,编码性能和随机构造的LDPC码相当。     

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.     

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。     

基于差集的低密度校验码的构造

组合设计是构造好的低密度校验码的潜在有力工具,提出了利用差集来构造准循环低密度校验码（QC-LDPC）的新方法。该方法构造的QC-LDPC码,最小环长至少为6,码率的选择也具有很大的灵活性。由于其准循环结构,可以用简单线性移位寄存器完成编码。计算机仿真结果表明该方法构造的QC-LDPC码,在加性高斯白噪声信道中BPSK调制下用和积迭代译码性能很好。     

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。     

采用低密度校验码的多天线OFDMA系统

在本文中针对频率选择性衰落信道提出了一种采用低密度校验（LDPC）码的多天线（MIMO）正交频分多址（OFDMA）系统。在这一多用户／多速率系统中,首先通过OFDMA消除用户之间的干扰,从而将多用户环境转化为单用户环境;然后通过联合MIMO软解调与LDPC码解码的Turbo迭代算法,消除发射天线之间的干扰并改善系统的性能。仿真结果表明,该方案可以有效地消除多用户干扰和发射天线之间的干扰,在通过利用空分复用以提高频谱效率的同时,也获得了由LDPC码提供的编码增益。由于该方案对于星座图没有任何限制,因此可以通过采用高效的调制方式进一步提高频谱效率。     

规则低密度校验码的比特翻转解码算法研究

本文提出一种规则低密度校验码的比特翻转迭代解码算法。在解码算法的每一次迭代运算过程中,解码运算可以从总体上分为两个阶段：首先,满足可靠性要求的校验节点从与其相邻接的信息节点中选择一个信息比特作为翻转候选比特;然后,解码算法采用投票的方法对于这些候选翻转比特进行进一步的筛选。本算法由于对于最终翻转比特的选择结果是通过两次筛选而得到的,从而极大地降低了误翻的概率,加快了迭代解码算法的收敛速度,提高了系统的性能。另外,在第一阶段的比特选择过程中,我们综合校验节点所提供的校验检测信息和信道输出所提供的可靠性信息,提出了新的翻转比特选择标准。仿真结果表明,本文所提出的解码算法有着较好的性能,在解码运算复杂度和纠错性能之间提供了另外一个均衡。     

一种低密度奇偶校验码矩阵的设计方法

提出一种以硬件实现的各种条件为约束设计准循环的低密度奇偶校验码的校验矩阵方法,以简化硬件结构,采用行列交换及寻找最大平均环提升译码性能的方法。设计码长为1200的校验矩阵,对该矩阵的译码电路进行RTL实现,采用SMIC0.13μm标准CMOS工艺综合实现660Mb/s吞吐率,面积为3.1mm2,以该方法设计的矩阵可用于实现低复杂度的LDPC译码电路。     

基于低密度奇偶校验码的数据协调技术

低密度奇偶校验码(LDPC)是一种(n,k)线性分组码。当分组码码长较短时,利用常规的编码方法可以完成编码工作。但随着分组码码长的增加,利用常规LDPC的编码方式编码,计算机的内存难以承担。为了解决以上问题,提出两种有效的编译码方案。首先,该数据协调方案不同于传统校验位译码,利用边信息和原始数据产生的校验子进行联合译码;其次,将校验矩阵以稀疏矩阵的形式存储,利用双向十字循环链表只记录1的位置的方式存储校验矩阵,这样可极大地节省内存空间;最后,通过C语言实现可提高编译码的有效性。实验中选取码长105的分组长度,译码器误码率(BER)收敛于1.0dB,每一分组译码时间仅需4s,译码收敛后速率达到24.85kb/s,时效性较强。     

基于置信传播算法的低密度校验码量化译码设计

介绍了二元输入连续输出无记忆AWGN信道下低密度校验 (LDPC)码的置信传播译码算法及其密度进化特性 .根据密度进化规律 ,分析了不同消息空间中的量化译码问题 .得出结论如下 :对于概率和概率差消息 ,只有高阶均匀量化才能获得满意的译码性能 ;似然比消息的适当对数量化可等价于对数似然比消息的均匀量化 ;对数似然比消息易于实现相对信道输入± 1的无偏对称量化 ,并有效利用消息的统计特性 .由非均匀量化在大消息区域分配的量化电平可以有效地促进算法收敛 .仿真结果表明 ,低阶非均匀量化优于均匀量化     

可变码长LDPC码的GAU构造算法

考虑度分布、最小环长和环近似外信息度等因素,从减少短环和增加外信息度入手,提出了可变码长LDPC码的GAU(Girth ACE union)构造算法。该算法构造的校验矩阵能适应较大范围的码长变化,其短码的纠错性能与802.16e中的LDPC码相当,中长码的性能较后者略优。不同码长的码字具有结构相同的校验矩阵,便于编译码器对所有码长采用同一架构设计,能有效降低编译码器的实现复杂度。GA U算法适用于支持可变长度数据传输的各类通信系统的LDPC码设计,具有重要的理论意义和 实用价值。     

基于置信传播的LDPC码译码算法

对基于置信传播的LDPC（低密度奇偶校验）码译码算法（SPA算法）。进行了分析和研究,在此基础上提出了一种方便寻址的串行结构译码方法,对其作案了性能仿真和实现复杂度分析。分析结果表明,这种LDPC译码结构简化了寻址过程,节省了资源,具有一定的普遍适用性。     

非规则LDPC码的局部消环

低密度奇偶校验码（LDPC）中,度数低的节点之间的短环相比于度数高的节点之间的短环对于译码性能的影响更大。为了尽可能地减少短环,提出了一种交换节点之间的边的方法：首先最大可能地消去度数低的节点之间的短环,然后在保证度数低的节点之间最小环不变的情况下最大可能地消去整个LDPC码中的短环。对通过该方法与只从整体LDPC码上消去短环构造出LDPC码的仿真结果作出了比较。     

非规则LDPC码度分布优化算法研究

由于差分进化和微粒群优化都能实现非规则LDPC码最优度分布序列的搜索,因此有必要分析两种方法的特点和性能以便在特定应用环境中选择合适的方法.针对非规则LDPC码度分布的优化,介绍了差分进化和微粒群优化两种进化方式的极值搜索算法,分析了基于和积算法及其简化算法的密度进化理论,提出了可变步长的门限搜索方法.通过仿真,从算法复杂度和性能两方面比较了几种极值搜索算法和门限计算方法.这对促进LDPC码的理论分析和应用研究具有重要的指导意义,提出的可变步长门限搜索方法可大幅提高门限搜索速度.     

抗突发错误的短码长随机LDPC码设计

短码长低密度奇偶校验(LDPC)码校验矩阵列相关性较大,易出现突发错误。为了提高短码长LDPC码抗突发错误能力,提出一种分层随机构造的非规则LDPC码,通过在各层中随机地分配比特节点的边,利用分层随机的结构特点,降低了校验矩阵的列相关性,使得短码长时具有较好的抑制突发错误的能力。通过计算码字最小汉明距离以及相邻列的列相关性,证明了该设计方法的有效性。仿真结果显示,短码长时采用该方法构造的LDPC码较PEG法、CCSDS标准、IEEE802.16e标准LDPC码在低信噪比时性能优势较为明显。     

基于LDPC的码率自适应分布式视频编码

为了在分布式视频编码（DVC）中取得更好的压缩性能,将校验节点的合并和分裂进行有机结合,提出了一种码率自适应LDPC（RALDPC）编码新方法。该方法首先基于PEG算法构造高压缩比LDPC码字;然后由行均匀分裂得到低压缩比码字;最后通过合并或分裂校验矩阵对应的行来适度调整码率。为保证码字性能,还提出了校验节点合并的3个限制条件,并基于RALDPC提出了一种码率自适应DVC编码方案。实验结果表明,与当前基于Turbo码的DVC方案相比,在原信息和边信息高度或中度相关时,编码性能提高了0.1～0.7dB。     

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。     

基于LDPC码的数字图像水印技术研究

图像水印系统和通信系统的模式具有相似性。为了提高数字水印的鲁棒性和降低传输过程的差错,在研究低密度奇偶校验码(low density parity check,LDPC)在数字水印中的应用的基础上,提出了一种基于LDPC码的图像数字水印技术。该技术利用了LDPC码的纠错性能和图像的人眼视觉特性,实现了静止图像中数字水印的嵌入和提取;实验结果表明,该技术不仅降低了水印在传输过程中的差错率,而且可以达到提高埋藏水印的鲁棒性和隐匿性的目的。     

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.