光通信系统中基于伽罗华域乘群的QC-LDPC码的一种新颖构造方法

基于Galois域GF(q)乘群,提出了一种构造简单且编码容易实现的新颖准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法,可灵活地调整码长、码率,且编译码复杂度低。用本文方法构造了适用于光通信系统的非规则QC-LDPC(3843,3603)码,仿真表明,与已广泛用于光通信系统中的经典RS(255,239)码相比,用本文方法构造的码具有更好的纠错性能,且其性能优于用SCG方法构造的LDPC码和规则的QC-LDPC(4221,3956)码,适合用于高速长距离光通信系统。     

Quasi-cyclic LDPC codes with high-rate and low error floor based on Euclidean geometries

An improved Euclidean geometry approach to design quasi-cyclic (QC) Low-density parity-check (LDPC) codes with high-rate and low error floor is presented.The constructed QC-LDPC codes with high-rate ha...     

卫星激光通信中基于Fibonacci数列与GCD序列的非规则QC-LDPC码构造方法

为提高卫星激光通信系统的可靠性,节约其硬件资源,提出一种基于斐波那契(Fibonacci)数列与最大公约数(GCD)序列的非规则准循环低密度奇偶校验(Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check, QC-LDPC)码构造方法。该方法通过由Fibonacci数列与GCD序列组合构造的循环移位矩阵扩展原模图基矩阵,从而得到校验矩阵。所构造的校验矩阵围长至少为6且码长码率可灵活选择,需存储元素少,利于硬件实现,较适用于卫星激光通信系统。仿真结果表明,采用该方法构造的非规则QC-LDPC码与相同码率码长的基于完备差集的非规则Type-I QC-LDPC码、基于消除陷阱集的有限长度非规则FL-QC-LDPC码、基于GCD可快速编译的非规则GL-QC-LDPC码以及基于矩阵扩展的非规则RC-LDPC码相比,其净编码增益均有一定提高。     

可见光通信中一种围长为8的QC-LDPC码构造方法

为了提高可见光通信(Visible Light Communication,VLC)系统的性能,基于Hoey序列提出了一种围长为8的准循环低密度奇偶校验(Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check,QC-LDPC)码的新颖构造方法。用该方法构造的QC-LDPC码不含4、6环,且可灵活选择不同码率。然后用所提出的构造方法构造了码率为0.5的Hoey-QC-LDPC(1536,8)码,并运用所搭建的VLC系统仿真模型对其进行了仿真性能分析。仿真结果表明,在误码率(Bit Error Rate,BER)为10-6时,该Hoey-QC-LDPC(1536,8)码与同码率的基于最大公约数(Greatest Common Divisor,GCD)算法构造的GCD-QC-LDPC(1540,0)码、采用滑动矩形窗口(Slide Rectangular Window,SRW)构造的SRW-QC-LDPC(1540,0)码以及基于卢卡斯数列(Lucas Sequences,LS)构造的LS-QC-LDPC(1536,8)码相比,其净编码增益(Net Coding Gain,NCG)分别提高了0.50、0.56与1.09dB。     

可见光通信中一种大围长可快速编码的QC-LDPC码构造方法

为了改善可见光通信(VLC)系统的性能,针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码码字间最小距离不够大而导致纠错性能下降的问题,提出一种新颖的QC-LDPC码构造方法。该方法将最大公约数(GCD)算法和Lucas序列相结合构造QC-LDPC码的信息位;同时,为了降低编码复杂度,校验位采用了准双对角线的形式,在保证大围长的同时实现QC-LDPC码的快速编码。然后用所提出的构造方法构造了码率为0.5的GL-QC-LDPC(2650,1325)码,并运用所搭建的VLC系统仿真模型进行了仿真性能分析。仿真结果表明,在误码率为10-6时,该GL-QC-LDPC(2650,1325)码与基于阵列码(AC)构造的AC-QC-LDPC(2652,1326)码、直接使用GCD算法与修饰技术构造的GM-QC-LDPC(2650,1325)码,以及基于群可分设计(GDD)的GDD-QC-LDPC(2652,1326)码相比,其净编码增益(NCG)分别提高了0.10,0.14和0.25dB。     

准循环LDPC码的部分并行译码算法

IEEE802.16e标准定义的准循环低密度奇偶校验(LDPC)码是一种线性分组码。针对LDPC码校验矩阵的稀疏准循环特性,对基于部分并行结构的归一化最小和(NMS)译码算法进行了研究,给出了译码信息量化和信息交换的方法。通过数值仿真验证了译码算法在高斯信道中的译码性能,并利用现场可编程门阵列(FPGA)对该译码算法进行了实现。     

光通信中一种准循环非二进制LDPC码的新颖构造方法

在对目前普遍采用的非二进制低密度奇偶校验(NB -LDPC)码校验矩阵的准循环构造方法进行深入研究的基础上,提出了一种基于有限域的NB -LDPC码的立体构造方法,在构建基于有限域的基础矩阵后,运用立体扩展的方式构成循环 子矩阵,最终构造出具备准循环特性的非二进制校验矩阵。 通过对采用立体构造法构造的NB-LDPC码的性能仿真发现,与基于GF(2⁹)的 RS(511,5)相比,本文 构造的NB-LDPC码在误比特率(BER)为10－7时可 以增加3.3 dB的净编码增益(NCG);在BER为 10－6时,本文构造的LDPC码与采用传统准循环方式构造的二 进制LDPC码、随机构造 的二进制LDPC码、基于有限域构造的32进制准循环LDPC码和基于欧式 几何构造的64进制的循 环LDPC码比较,分别多获得了0.56、0.56、0.03dB的NCG。通过对本文 构造的NB-LDPC码性能仿真发现,这类具有高度结构化的NB-LDPC码不仅具备 准循环特性,有利于硬件实现,同时在中短码长情况时展现出较好的纠错性能。     

基于稀疏二进制序列的低密度奇偶校验码

通过对低密度奇偶校验(LDPC)码构造的研究,提出了一种利用稀疏二进制序列构造规则LDPC码的新颖而简单的方法。在构造中,还提出了奇偶校验矩阵里元素‘1’的分布矩阵的概念。为了确保码Tanner图的最小圈长为8,利用了序列的周期自相关函数和周期互相关函数。通过仿真表明构造的新码在和积算法下进行迭代解码性能优异。由于产生的LDPC码本身固有的准循环结构,还能得到较低的编码复杂度。     

QC-LDPC码的置换矩阵循环移位次数设计

 本文提出了一种循环移位次数的代数设计方法,该方法可用来构造基于置换矩阵的QC-LDPC码的稀疏奇偶校验矩阵H 。这个方法的基本思路是：将构造 q×t置换阵列 H矩阵的问题转化为构造 q×t下标矩阵 S(H)=[aij]的问题,然后根据Fosserier的充分必要条件,设计出能消除小围长（girth）的下标计算表达式 aij=f(q.t.n)。由该方法构造的H 矩阵能消除4环长,围长至少是6。     

任意列重大围长QC-LDPC码的确定性构造

针对准循环低密度奇偶校验（Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check,QC-LDPC）码中准循环基矩阵的移位系数确定问题,提出基于等差数列的确定方法.该方法构造的校验矩阵围长为8,列重可任意选取,移位系数由简单的数学表达式确定,编码复杂度与码长呈线性关系,节省了编解码存储空间.研究结果表明,列重和围长是影响码字性能的重要因素.在加性高斯白噪声（Additive White Gauss Noise,AWGN）信道和置信传播（Belief Propagation,BP）译码算法下,该方法构造的码字在短码时可以获得与IEEE 802.11n、802.16e码相一致的性能,在长码时误比特率性能接近DVB-S2码.同时表明该方法对码长和码率参数的设计具有较好的灵活性.     

准循环低密度校验码的构造

文中提出了一种利用筛选算法寻找指数矩阵的新方法,其构造的准循环低密度校验码有两个主要的优点:一是可用简单线性移位寄存器完成编码;二是只需存储校验矩阵的指数矩阵,可节约很多存储空间.利用计算机能较快的搜索圈长为的循环置换矩阵阶数的最小值,搜出的这些在理论上达到了Fossorier给出的最小下界.仿真结果表明构造的低密度校验码在加性高斯白噪声信道中BPSK调制下用和积迭代译码算法的误比特性能表现良好.     

基于Golomb Ruler的QC-LDPC码构造方法

针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码中短环结构会影响其纠错性能的问题,基于Golomb Ruler提出了一种新颖的围长为8的QC-LDPC码构造方法。该方法先根据码长码率的需求,从Golomb Ruler中选择部分元素构造一个集合,结合指数矩阵中元素所在位置的四六环特性,通过搜索算法,依次找出符合无四六环条件的元素得到另一个集合,然后构造相应的指数矩阵,最后得到其奇偶校验矩阵。仿真结果表明:在误码率为10-6时,所构造的GR-QC-LDPC码与同码率码长的其他4种QC-LDPC码的码型相比,其净编码增益均有一定的提高,且无明显错误平层现象。     

一种高速长距离光通信系统中QC-LDPC码的构造方法

提出了一种新的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法,给出了用该方法构造无环四QC-LDPC码的充分条件。并针对光通信系统的传输特点,用此方法构造了适用于高速长距离光通信系统的QC-LDPC(4 221,3 956)码。仿真结果分析表明:在码率为93.7%、误码率BER为10-6时,与广泛用于光通信系统中的经典RS(255,239)码相比,其净编码增益(NCG)提高了约1.8dB;比SCG-LDPC(3 969,3 720)码的NCG提高了约0.2dB,距离香农极限约1.4dB,且远低于PEG-LDPC(4 221,3 956)码的错误平层,这正满足光通信系统中低错误平层的要求。     

硬判决LDPC译码算法在卫星导航中的应用

低密度校验码(LDPC)在信道条件较差的卫星导航中有着广阔的应用前景,但是地面接收终端采用标准的置信传播算法(BP)或最大后验概率译码(MAP)等软判决译码算法虽然具有较好的性能,但是运算量较大,不利于接收机小型化和降低成本的要求。基于比特翻转(BF)硬判决算法,给出了几种改进型硬判决算法,并在码长较短的条件下比较了它们的译码性能。仿真结果表明:在较短码长的条件下,改进型硬判决译码算法(MWBF)和修正改进型硬判决译码算法(RRMWBF)具有较好的译码性能,能够满足北斗二代短报文通信的要求。     

围长至少为8的QC-LDPC码的新构造:一种显式框架

构造围长较大的校验矩阵,是提高二进制和多进制QC-LDPC码译码性能的一种有效手段.本文提出一种不需要借助于任何计算机搜索步骤,能够直接构造出围长至少为8的QC-LDPC码的显式构造框架.该框架所构造的QC-LDPC码不仅满足围长至少为8的条件,而且还具有循环置换矩阵(CPM)尺寸可以连续变化的优点.该框架可以分为两个步骤:第一步是在无穷大CPM尺寸条件下利用确定性方法构造一个围长至少为8的校验矩阵;第二步是根据本文新发现的一个围长性质,从该校验矩阵的移位矩阵直接精确地计算出CPM尺寸连续变化的紧致下界.     

基于原模图的8环QC-LDPC码构造方法

针对当前准循环低密度奇偶校验(Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check, QC-LDPC)码存在短环及纠错性能不够好的问题,基于原模图提出一种新颖的QC-LDPC码构造方法。该方法选择码长码率可灵活调整的原模图作为基矩阵,再结合具有特殊性质的卢卡斯数列和等差数列,通过原模图的低译码门限和数列的特殊性质,构造校验矩阵环长至少为8,且所需存储空间少,易于硬件实现。仿真结果表明：该方法构造的PLA-QC-LDPC(2400,1200)码与同等码长码率中基于卢卡斯数列和最大公约数序列的可快速编码的非规则LG-QC-LDPC码、基于素数和乘法表构造的PM-QC-LDPC码以及基于原模图和消除基本陷阱集的非规则PL-QC-LDPC码相比,净编码增益均有一定程度的提高。     

LDPC码的最小汉明距离估算

低密度奇偶校验码(LDPC)是一种优秀的线性分组奇偶校验码。在简要阐述LDPC码原理上,给出了一种叫“最小码字搜索法”的算法来估算LDPC码的最小汉明距离。并用相应的实例给予验证,显示了该方法的正确性与实用性,对分析与优化LDPC码设计具有重要参考价值。     

基于变量节点可靠度的洗牌置信传播算法

提出了一种新的低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码串行译码策略.该方法基于原有的LDPC码串行译码策略,根据来自信道的初始消息的可靠度对变量节点或校验节点进行均匀分组.对所提方法的误码率与平均迭代次数进行了分析.仿真结果表明:该策略的性能比原来的LDPC码串行译码策略有很大提高.     

Turbo码的删截周期研究

考虑Turbo码的删截周期对汉明重量在删截位置上的分布的影响,得出删截方案的优选对性能的改善程度取决于删截周期的结论,最后通过计算机仿真进行了验证。这一结论对高码率Turbo码的删截方案的优选有重要的指导意义。