利用双重扩展RS码及循环MDS码构造实用化的LDPC码

提出了利用双重扩展RS码和循环MDS码来构造无4-环准循环LDPC码的两类实用方法.第一类构造法利用双重扩展RS码中的所有非零码字来构造校验矩阵,因此在LDPC码的参数选择上比基于单扩展RS码的构造法更加灵活;推导出与双重扩展RS码构造法完全等效的直接构造法,利用RS码的生成多项式可以直接生成LDPC码的校验矩阵,从而避免了RS码字双重扩展、码字分类等预处理步骤.第二类构造法直接根据循环MDS码的生成多项式构造了一类无4-环的准循环LDPC码.仿真结果表明,基于双重扩展RS码和循环MDS码的准循环LDPC码在AWGN信道下均可取得很好的误比特性能.     

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(511,305)相比,本文构造的NB-LDPC码在误比特率(BER)为10-7时可以增加3.3dB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、0.03和0.83dB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。     

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。     

一种基于 MDS-卷积码的LDPC码构造方法

近年来,结构化低密度奇偶校验(LDPC)码的构造方法受到了广泛地关注.本文提出了一种利用最大距离分割(MDS)编码构造结构化LDPC码的思路.该思路将基于两个信息符号的RS码构造LDPC码的方法扩展至适用于所有的MDS码.本文以具有MDS特性的卷积码为例详细描述该构造方法的细节,并构造了码长从255比特到4095比特的高码率LDPC码.由于卷积码的MDS定义不同于线性分组码,因此本文给出了一种对卷积码截短的方法及其必要的证明.仿真结果表明,本文构造MDS-Conv-LDPC码的性能优于随机构造的LDPC码.     

几种LDPC码的性能比较

重点比较基于MacKay方法构造的随机LDPC码、具有准循环特点的LDPC码,以及π-旋转LDPC码的性能.通过计算机仿真比较可看出,这几种码在构造中都未考虑优化情况下,其性能差异不大.但是从编译码复杂度角度来看,π-旋转LDPC码和准循环LDPC码可以分别利用其奇偶校验矩阵中的双对角结构和移位循环结构来简化编译码,因而这两种较随机构造的码更易于硬件实现,更具有实际应用价值.     

一种优化Girth分布的准循环LDPC码设计方法研究

在准循环LDPC码的构造中,校验矩阵拥有尽可能好的girth分布对于改善码的性能有着重要的意义。该文提出了构造准循环LDPC码的GirthOpt-DE算法,优化设计以获得具有好girth分布的移位参数矩阵为目标。仿真结果表明,该文方法得到的准循环LDPC码在BER性能和最小距离上均要优于固定生成函数的准循环LDPC码,Arrary码和Tanner码,并且使用上更为灵活,可以指定码长,码率及尽可能好的girth分布。     

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。     

几种LDPC码的性能比较

重点比较基于MacKay方法构造的随机LDPC码、具有准循环特点的LDPC码,以及π-旋转LDPC码的性能。通过计算机仿真比较可看出,这几种码在构造中都未考虑优化情况下,其性能差异不大。但是从编译码复杂度角度来看,π-旋转LDPC码和准循环LDPC码可以分别利用其奇偶校验矩阵中的双对角结构和移位循环结构来简化编译码,因而这两种较随机构造的码更易于硬件实现,更具有实际应用价值。     

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。     

一种改进的基于有限域的准循环LDPC码设计方法

结合有限域方法和具有简单递归编码特性的Tam结构,提出了一种新的准循环LDPC码构造方法.该方法首先利用有限域方法构造出校验矩阵,并得到其相应的指数矩阵,接着采用具有Tam结构的校验矩阵对应的二元基矩阵,两者进行掩膜运算(mask),得到新的指数矩阵,最后构造出的准循环LDPC码兼具有限域方法的良好纠错特性和Tam结构的简单递归编码特性.仿真结果表明,所提方法构造的准循环LDPC码的BER(Bit Error Rate)性能要优于Tam码和802.16e码.     

基于素域构造的准循环低密度校验码

该文提出一种基于素域构造准循环低密度校验码的方法。该方法是Lan等所提出基于有限域构造准循环低密度校验码的方法在素域上的推广,给出了一类更广泛的基于素域构造的准循环低密度校验码。通过仿真结果证实:所构造的这一类准循环低密度校验码在高斯白噪声信道上采用迭代译码时具有优良的纠错性能。     

准循环多进制LDPC码构造

该文研究准循环多进制LDPC码的构造,给出多进制LDPC码的设计流程和构造方法.详细讨论了多进制LDPC码的性能影响因素,综合考虑了环长和环的连通性对性能的影响,研究了母矩阵扩展中偏移因子的选择以及GF(q)上非零元素替代.同时提出了次优解的搜索方法,以降低搜索复杂度.最后,将提出的方法用于不同阶数下LDPC码的构造.仿真结果表明,通过新方法构造得到的多进制LDPC码与二进制码相比,在BPSK调制方式下在误帧率10-4附近有0.2 dB的性能提升;在有限域阶数与调制阶数匹配的情况下,有更大的性能提升.与相近码长,相同码率的多进制循环码相比,该文构造得到的多进制LDPC码在误帧率10-4附近有0.25 dB的性能提升.     

基于初等数论的圈长8规则准循环LDPC码

This paper is concerned with (3, n ) and (4, n ) regular quasi-cyclic Low Density Parity Check (LDPC) code constructions from elementary number theory. Given the column weight, we determine the shift values of the circulant permutation matrices via arithmetic analysis. The proposed constructions of quasi-cyclic LDPC codes achieve the following main advantages simultaneously: 1) our methods are constructive in the sense that we avoid any searching process; 2) our methods ensure no four or six cycles in the bipartite graphs corresponding to the LDPC codes; 3) our methods are direct constructions of quasi-cyclic LDPC codes which do not use any other quasi-cyclic LDPC codes of small length like component codes or any other algorithms/cyclic codes like building block; 4)the computations of the parameters involved are based on elementary number theory, thus very simple and fast. Simulation results show that the constructed regular codes of high rates perform almost 1.25 dB above Shannon limit and have no error floor down to the bit-error rate of 10-6 .     

一种基于BIBD的量子LDPC码构造新方法

利用均衡不完全区组设计(Balance Imcomplete Block Designs,BIBD)的半结构化低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码设计方法,该文提出了一种获得自对偶CSS(Calderbank-Shor-Steane)式的量子LDPC码的校验矩阵的新构造方法。由于构造出的量子码校验矩阵稀疏,有且仅有一个4环(girth 4),在置信传播迭代译码算法下可获得良好的性能。数值计算结果表明,对于该构造方法得到的GF(6t+1)和GF(12t+1)量子LDPC码,比基于BIBD的其他构造方法所得到的量子码的码长更长、量子校验矩阵更加稀疏、性能也更加优越。     

High-Rate Nonbinary Regular Quasi-Cyclic LDPC Codes for Optical Communications

The parity-check matrix of a nonbinary (NB) low-density parity-check (LDPC) code over Galois field GF(q) is constructed by assigning nonzero elements from GF(q) to the 1s in corresponding binary LDPC code. In this paper, we state and prove a theorem that establishes a necessary and sufficient condition that an NB matrix over GF(q), constructed by assigning nonzero elements from GF(q) to the 1s in the parity-check matrix of a binary quasi-cyclic (QC) LDPC code, must satisfy in order for its null-space to define a nonbinary QC-LDPC (NB-QC-LDPC) code. We also provide a general scheme for constructing NB-QC-LDPC codes along with some other code construction schemes targeting different goals, e.g., a scheme that can be used to construct codes for which the fast-Fourier-transform-based decoding algorithm does not contain any intermediary permutation blocks between bit node processing and check node processing steps. Via Monte Carlo simulations, we demonstrate that NB-QC-LDPC codes can achieve a net effective coding gain of 10.8 dB at an output bit error rate of 10^-12. Due to their structural properties that can be exploited during encoding/decoding and impressive error rate performance, NB-QC-LDPC codes are strong candidates for application in optical communications.     

一种高码率低复杂度准循环LDPC码设计研究

该文设计了一种特殊的高码率准循环低密度校验(QC-LDPC)码,其校验矩阵以单位矩阵的循环移位阵为基本单元,与随机构造的LDPC码相比可节省大量存储单元。利用该码校验矩阵的近似下三角特性,一种高效的递推编码方法被提出,它使得该码编码复杂度与码长成线性关系。另外,该文提出一种分析QC-LDPC码二分图中短长度环分布情况的方法,并且给出了相应的不含长为4环QC-LDPC码的构造方法。计算机仿真结果表明,新码不但编码简单,而且具有高纠错能力、低误码平层。     

基于一些PBIBD的低密度校验码的构造

本文构造了两类部分平衡不完全区组设计.并利用它们构造了一类低密度校验码(LDPC码),其最小环长至少为6,码率的选取具有很大的灵活性,而且可以具有拟循环结构.计算机仿真结果表明这种方法构造的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.