LDPC码及其在野战无线通信中的应用展望

文章介绍了LDPC码的基本原理，主要包括其编码结构，可信传播迭代译码算法和基本性能；并简单的对LDPC码和turbo码进行了比较，分析了LDPC码在野战无线通信中的应用。     

具有完全线性编码复杂度的QC-LDPC码的构造方法及短环优化算法

为了降低低密度奇偶校验(Low-density parity-check,LDPC)码编码实现的复杂度,提出了一种完全线性编码复杂度的准循环低密度奇偶校验(Quasi-cyclic low-density parity-check,QC-LDPC)码的构造方法,并提出了相应的短环优化算法。通过该短环优化算法,可以使得构造的QC-LDPC码具有良好的环路特性。仿真结果表明:在加性高斯白噪声(Additivewhite gaussian noise,AWGN)信道条件下,本文构造的QC-LDPC码与IEEE 802.16e标准的QC-LDPC码相比,不仅编码复杂度更低,而且性能更优。     

基于LDPC码的安全可靠通信方法研究

LDPC码是一类由校验矩阵确定的线性分组码,具有逼近香农限的纠错能力。该文基于纠错码的对称密码体制以及性能等价编码矩阵提出了一类基于LDPC码的安全通信方法,该方法在几乎不改变通信可靠性的情况下,极大地提高了系统的抗截获能力。编码矩阵可以使线性分组码的生成矩阵或校验矩阵。该文通过构造大量性能等价的编码矩阵,以及通信时收发双方同时随机改变编码矩阵的方法来提高通信系统的抗截获能力。另外,由于这些性能等价的编码矩阵产生的LDPC码不仅具有相同的编码参数和可靠性,而且具有非常强的纠错能力,因此该方案是一种安全可靠的一体化通信方法。     

LDPC码的快速编码研究

根据LDPC码在删除信道下的译码算法重新阐述了基于稀疏校验矩阵码的快速编码方法,同时指出了Tornado码和RA码能够达到线性编码的原因．文中通过对快速编码的实现进行分析,提出了两种能够达到线性复杂度编码的码构造方法,仿真结果表明,采用这些方法构造的LDPC码在AWGN信道下的纠错性能不差于随机构造的LDPC码．     

一种适于实时语音纠错编码的LDPC码

设计了一种适于对声码器输出码流进行前向纠错编码的半规则化低密度奇偶校验码（LD-PC码）。该低密度奇偶校验码具有编、译码简单,存储量少,易于硬件实现等特点。同时对汉明码、卷积码、低密度奇偶校验码在AWGN信道下的传输性能进行了仿真比较。结果表明,长度适合的LDPC码误码性能超过汉明码、卷积码。     

基于PEG算法的LDPC线性时间编码

引入PEG(Progressive-edge-growth)算法来构造适合线性时间编码的LDPC校验矩阵,译码时采用简化最小和Min-Sum译码算法实现简化译码.仿真结果表明,该方法能够构造适合LDPC码的线性时间编码的下三角校验矩阵H,并且用此方法构造的LDPC码性能非常接近原来PEG算法构造的LDPC码.同时通过采用最小和Min-Sum算法降低译码复杂度.     

新型LDPC码译码器

通过研究LDPC码奇偶校验矩阵的结构特点和LDPC码译码算法数据流程的特性,设计出一种新型LDPC码译码器。译码器包含可扩展的存储器阵列、结构精巧的地址控制单元和功能强大的时序控制状态机,具备可灵活扩展译码码长、硬件实现复杂度低和硬件资源利用率高的优点。构建通信系统,对硬件译码器进行性能测试,测试结果表明,译码器的译码性能与理论仿真值基本吻合,证明设计的正确性。     

一种快捷的LDPC码编码方法

LDPC码作为一种性能优异的纠错码，已经越来越引起通信领域的研究兴趣。而LDPC码性能的优劣，与其二分图中是否存在短长度的圈有关，也即与其奇偶校验矩阵的构造有关。本文在扩展比特填充算法的基础上，设计出一种能够直接编码的奇偶校验矩阵，并在不同码长的情况下进行了仿真，结果表明采用这种设计方法构造的LDPC码随机分布性好，不需要复杂的矩阵求逆，从而对LDPC码的实际应用具有重要参考价值。     

基于删扩的速率兼容LDPC码的性能研究

为了得到更好的链路自适应性能,首先给出了一类适合进行删除和扩展的QC-LDPC母码矩阵,然后通过速率兼容码构造方案实现了一系列想要得到的码率。仿真结果表明,所给的通过删扩方案得到的一系列码字具有良好的误码性能,并且,可以通过使用简单的移位寄存器电路在线性时间内编码,其解码方案亦很简单。因此,LDPC码在未来移动通信和深空通信中具有较大的发展潜力。     

一种新的旋转LDPC码编码/译码算法

π-旋转LDPC码结构规则易于硬件实现,并且存储量较少.给出一种新的π-旋转LDPC码规则化构造方法.该方法仅仅存储少量索引值(数量少于码长),即可确定校验矩阵H,并且易于码率调整和改变码长.同时给出一种运算量较少、直接根据索引值即可进行编码的算法.采用二维数组存储校验节点和变量节点之间的置信信息,并给出和积译码算法.仿真结果表明,该构造方法确定的码字同通过复杂方法随机构造出来的码字性能接近.     

LDPC编码MIMO系统的高性能低复杂度接收机

针对低密度校验(LDPC)码编码多输入多输出(MIMO)系统提出了一种高效的迭代接收机。一方面,通过添加一位互补矢量的方法对无偏最小均方误差迭代树搜索(MMSEITS)检测器作了改进,与原算法相比,改进算法提高了检测器的稳健性,并能以相对较低的处理复杂度获得更好的检测性能。另一方面,给出了一种高效率的LDPC码解码算法,该解码算法不但计算复杂度低,而且能以很少的迭代次数(大约5次)达到收敛。仿真结果表明,整个接收机在保证系统性能的同时降低了处理复杂度。     

欧氏几何准循环LDPC码构造方法改进

为降低短环对低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码迭代译码性能的影响,提出一种改进的基于欧氏几何的准循环LDPC码构造方法。利用已有的欧氏几何方法构造出不含4环的大矩阵,统计其中的短环分布并逐步将参与短环数最多的行和列删除,使构造出的准循环LDPC码包含较少的短环,从而降低短环对迭代译码性能的影响。仿真结果表明,与已有欧氏几何LDPC码相比,改进方法构造的LDPC码具有更少的短环,可获得更好的纠错性能。     

快速低密度校验码迭代译码量化算法

提出一种低密度校验码快速量化置信传播译码算法，其中量化电平标号作为定点算术操作数，运算由寻址表完成，中间计算以较高精度包含在表中，该算法具有明显低的时间复杂度，应用对称特性，可以显著降低所需存储容量；在不增加复杂度的前提下，可以方便地实现均匀及各种为改进性能而设计的非均匀量化方案；适当增加复杂度还可实现时变译码，该算法使低密度校验码在实际通信系统中的应用比时已经接近连续译码，而高信誉噪比时比连续译码差0.2dB。合适的高阶量化译码可以获得接近连续译码的性能，高信噪比时甚至优于连续译码。     

一类具有低密度生成矩阵的非二元准循环LDPC码

提出一类非二元准循环低密度校验(QC-LDPC)码,其校验矩阵的列重为2．通过精心设计校验矩阵,使得对应的生成矩阵具有一些优良的性质: 系统性; 准循环; 低密度．因此,可通过简单的移位寄存器电路实现低复杂度并行编码．仿真结果表明,提出的码和随机码的性能相当．     

LDPC码量化和积译码的高效实现

提出了一种改进的高效量化和积算法(sum-product algorithm,简称SPA)．该算法只涉及加减法、比较和查表运算,并且每轮迭代译码的运算次数少于前／后向算法,从而大大降低了计算复杂度和硬件实现难度．同时,文中还基于这种改进的量化SPA,对采用不同量化方案时LDPC码在AWGN信道下的译码性能进行了仿真．仿真结果表明采用低阶均匀量化时译码性能已经非常接近连续译码．     

低密度校验码研究及其新进展

对低密度校验（LDPC）码的基本原理进行了介绍,包括了它的基本特性、编码方式以及可信传播迭代译码算法,在非规则图上构造的低密度校验码和GF（q)域上构造的低密度校验码是近年来新的研究成果。文中对这两种性能优异的编码方法的性能和特点进行了分析,并对低密度校验码今后研究的重点和方向提出了展望。     

一种LDPC码双向图环路检测新算法

对一种计算通信网节点间全部路由的逻辑代数化算法进行改进,提出一种LDPC码双向图环路检测新算法.算法遵循逻辑代数运算规则,由LDPC码校验矩阵构造双向图的邻接矩阵,并对邻接矩阵中行与行之间进行整合与删除运算以及部分元素的修正运算,对于码长为n,信息位为k的LDPC码只需(n-1)×k次整合和删除运算及k次元素修正运算,就能得到该双向图中所有的环路.通过算例详细说明算法的计算过程,并验证其正确性和合理性.     

一种分级的非正则LDPC码构造方法

LDPC码由于其卓越的纠错性能引起了学术界的广泛重视,当前LDPC所面临的一个主要问题是其编码复杂性的问题.给出了一种分级的非正则LDPC码构造方法,南该方法所构造的校验矩阵具有近似下三角特性,从而可以大大降低LDPC的编译码复杂度,同时具有与完全随机LDPC码相匹配的性能.