纠正随机错误与长突发删除的多进制乘积码研究

考虑多进制LDPC码的符号特性,以及对其残留错误和删除的分析,本文采用多进制LDPC码作为内码,相同Galois域下的高码率RS码作为外码来构造多进制乘积码;并提出了一种低复杂度的迭代译码方案,减少信息传输的各类错误。在译码时,只对前一次迭代中译码失败的码字执行译码,并对译码正确码字所对应的比特初始概率信息进行修正,增强下一次迭代多进制LDPC译码符号先验信息的准确性,减少内码译码后的判决错误,从而充分利用外码的纠错能力。仿真结果显示,多进制乘积码相较于二进制LDPC乘积码有较大的编码增益,并通过迭代进一步改善了性能,高效纠正了信道中的随机错误和突发删除。对于包含2%突发删除的高斯信道,在误比特率为10^-6时,迭代一次有0.4 dB左右的增益。     

高阶调制系统下LDPC码优化设计

为了提高编码调制系统的整体编码增益,提出一种高阶调制系统下LDPC码的度分布优化方法.根据高阶调制符号中不同比特的误比特特性,将调制符号所经历信道建模为一组对称二进制输入加性高斯信道.在此基础上,推导了高阶调制系统下LDPC码高斯近似密度进化分析方法,并得到译码收敛条件.结合度分布约束关系及译码收敛条件,提出高阶调制系统下LDPC码的度分布优化问题及差分进化实现方法.仿真结果表明,设计的LDPC码在高阶调制系统中的渐进性能和误码性能优于基于比特优化映射的编码调制方案.     

具有不等错误保护特性的LDPC 编码调制方案

针对LDPC（low-density parity-check）编码调制系统，提出了一种新的具有不等错误保护特性的调制方案，在一个码字内，利用不同的调制方式对于重要的比特给予较强的保护，对于次要的比特给予较弱的保护，该方案既适用于非规则LDPC码，也适用于规则LDPC码。计算机仿真结果表明，新方案的性能是传统16QAM及4QAM的折衷，当采用1／2码率时，其频带利用率与8PSK相同，但是误码率性能优于8PSK。新方案的性能优于现有文献中基于比特可靠性的调制映射方案，并采用EXIT（extrinsic information transfer）图对新方案的优异性能给出了解释。     

基于LDPC码的BICM系统性能分析和改进

将低密度奇偶校验码(LDPC)与比特交织编码调制(BICM)技术相结合,分别给出了不同码长LDPC码在16QAM调制方式下AWGN信道中的性能,并针对不同星座点对比特保护能力的差异,提出了一种有效的内置交织编码算法,即首先对LDPC编码后的码字进行相应的内置交织变换,然后将LDPC码中的信息位调制到星座点中保护能力强的比特位上,在译码端进行相应的矩阵变换译码,计算机仿真结果表明,新方案在信噪比较低时优于传统的16QAM调制方案。     

一种多进制LDPC码加权符号翻转译码算法

提出了一种低复杂度基于翻转规则的多进制低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check ,LDPC)码符号翻转译码算法。为寻求有效码字,该算法在符号向量空间迭代地更新硬判决的接收符号向量。每一次迭代只改变一个符号,其符号翻转函数综合考虑了不满足校验式的个数和接收比特和计算出符号的可靠性度量。在高阶伽罗华域中采用一种无限环路规避和翻转符号选取方法,同时提出了翻转规则设计方法,该设计决定了计算复杂度和差错性能。仿真结果表明,该符号翻转算法在帧长为150符号的16进制LDPC码中取得了纠错性能和计算复杂度的有效权衡。     

多进制LDPC码编译码研究

低密度奇偶校验(LDPC)码是当前广泛应用的信道编码方式.多进制LDPC码在各类噪声的干扰下,纠错性能仍然极好,是如今信道编码学者重点研究方向.主要研究多进制LDPC码的编码和译码方法,通过软件仿真,分别对比不同编码和译码方法的纠错性能,并分析造成纠错性能差异的原因.主要对一种由二进制LDPC码中元素替换得到的四进制LDPC码,通过软件进行仿真分析,并最终得到5/6码率,采用16符号正交幅度调制(16QAM)方式的四进制LDPC码的编码结构.     

基于LDPC码的MPEG-2 TS流UEP电路设计

不规则LDPC码具有天然的不等错误保护(UEP)能力,利用不规则LDPC码的不等错误保护特性,设计了针对MPEG-2TS流的不等错误保护电路,对MPEG-2 TS流的包头和适配域等重要信息进行重点保护.将输入的MPEG-2 TS码流的包头和适配域映射到不规则LDPC码度较高的变量节点上.显著提高这些重要信息的抗误码能力,使重要信息的BER下降1到2个数量级(在相同信噪比下),明显提高了通信系统性能.     

LDPC-CM-UEP在数字图像水印技术的应用

数字图像水印技术是一种信息隐藏技术。针对信息隐藏对于秘密信息隐匿性和可靠性传输的高要求,采用LDPC编码调制的不等差错保护（LDPC-CM-UEP）方案应用于数字图像水印技术中,将水印信息经过LDPC编码后的码字分为两部分,分别利用两种QAM高效调制方式,使水印信息作为重要比特得到很好的保护。仿真结果表明该方案在保证水印鲁棒性和隐匿性的前提下,提高了系统的频带利用率,从而改善了数字图像水印系统的传输质量。     

结合6-QAM和双层LDPC码的编码调制研究

针对阶数为3 ×2p的非标准调制与纠错编码难以匹配的问题,提出了一种面向6阶正交幅度调制(QAM)的双层编码调制传输方案.在发送端,采用有限域GF(2)低密度奇偶校验(LDPC)码与GF(3)LDPC码进行分层编码,并将两种编码码字映射为6进制码字后进行6-QAM调制;在接收端,根据GF(2) LDPC码和GF(3) ...     

一种基于PPM的LDPC编译码方案

该文基于LDPC码和PPM调制方式构造了一种适用于UWB无线通信系统的低码率的编译码方案LDPC-PPM。本方案在保证系统性能的前提下,通过改变编码比特到调制符号的映射方式,不但避免了一般编码调制系统中译码和解调之间的迭代运算,而且可以应用快速Hadamard变换(FHT)和基于FHT的后验概率译码(APP-FHT)来进一步降低接收端的译码复杂度。可以证明,该方案等价于BPSK调制下的低码率的LDPC-Hadamard码。仿真结果表明,在信息比特长度是65536,该方案可以在-1.18dB处达到误比特率为 的性能,仅比采用BPSK调制的Turbo-Hadamard码差0.02dB。     

非二进制LDPC码编码调制在光纤通信中的应用

为满足100Gb/s光纤通信的需求,提出了非二进制LDPC码编码调制(NB-LDPC-CM)方案.该方案通过使用频谱效率调制以及非二进制前向纠错LDPC码,提供了一种在高总比特率下实现可靠通信的前向纠错机制.与现有的BI-LDPC-CM方案相比,该方案在误比特率(BER)为10-7的情况下,采用16点、32点、和64点四维星座图时,额外提供的净编码增益分别为0.26dB、1.14dB和2.14dB.     

改进型多元QC-LDPC码的构造及其在PDM-CO-OFDM系统中的应用

位长度相同的多元LDPC(NB-LDPC)码优于相应的二 元LDPC(B-LDPC)码,但是它的实现复杂度相对较高。为了降低NB- LDPC码的实现复杂度,提高系统的编码增益,利用置换多项式的方法对一般多元准循 环LDPC(NB-QC-LDPC)码进行改进,并将改进后的NB-QC-LDPC码应用于基于偏振复用的 相干光正交频分复用(PDM-CO-OFDM)系统中,详细研究了其传输性能。仿真结果表明:基于GF(4) QC-LDPC 编码的系统性能 明显优于相应的B-QC-LDPC编码的系统性能,而且基于改进型GF(4) QC-LDPC编码的 系统与 一般GF(4) QC-LDPC编码的系统相比,其误码性能可改善0.65dB, 频谱效率提高了2.16bit/s/Hz,抑制信道色散能力和运转复杂度也 均得到了改善。     

Nonbinary LDPC Coding for Multicarrier Underwater Acoustic Communication

Recently, multicarrier modulation in the form of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) has been shown feasible for underwater acoustic communications via effective algorithms to handle the channel time-variability. In this paper, we propose to use nonbinary low density parity check (LDPC) codes to address two other main issues in OFDM: (i) plain (or uncoded) OFDM has poor performance in fading channels, and (ii) OFDM transmission has high peak to average power ratio (PAPR). We develop new methods to construct nonbinary regular and irregular LDPC codes that achieve excellent performance, match well with the underlying modulation, and can be encoded in linear time and in a parallel fashion. Based on the fact that the generator matrix of LDPC codes has high density, we further show how to reduce the PAPR considerably with minimal overhead. Experimental results confirm the excellent performance of the proposed nonbinary LDPC codes in multicarrier underwater acoustic communications.     

基于LDPC码率自适应的HARQ系统

在对LDPC码及常用的不等差错保护策略分析的基础上,提出了一种新的码率调整策略,并对该策略的BER和迭代性能进行了分析,证明了其有效性.在该策略的基础上设计了一种基于不等差错保护方法的结合SPIHT和LDPC码的HARQ无线图像传输方案,通过计算机仿真表明该系统的能够起到较好的图像传输保护效果.     

Next Generation FEC for High-Capacity Communication in Optical Transport Networks

Codes on graphs of interest for next generation forward error correction (FEC) in high-speed optical networks, namely turbo codes and low-density parity-check (LDPC) codes, are described in this invited paper. We describe both binary and nonbinary LDPC codes, their design, and decoding. We also discuss an FPGA implementation of decoders for binary LDPC codes. We then explain how to combine multilevel modulation and channel coding optimally by using coded modulation. Also, we describe an LDPC-coded turbo-equalizer as a candidate for dealing simultaneously with fiber nonlinearities, PMD, and residual chromatic dispersion.      

Bandwidth-Efficient Modulation Codes Based on Nonbinary Irregular Repeat–Accumulate Codes

Using nonbinary low-density parity-check (LDPC) codes with random-coset mapping, Bennatan and Burshtein constructed bandwidth-efficient modulation codes with remarkable performance under belief propagation (BP) decoding. However, due to the random nature of LDPC codes, most of the good LDPC codes found in the literature do not have a simple encoding structure. Thus, the encoding complexity of those LDPC codes can be as high as O(N ²), where N is the codeword length. To reduce the encoding complexity, in this paper, nonbinary irregular repeat-accumulate (IRA) codes with time-varying characteristic and random-coset mapping are proposed for bandwidth-efficient modulation schemes. The time-varying characteristic and random-coset mapping result in both permutation-invariance and symmetry properties, respectively, in the densities of decoder messages. The permutation-invariance and symmetry properties of the proposed codes enable the approximations of densities of decoder messages using Gaussian distributions. Under the Gaussian approximation, extrinsic information transfer (EXIT) charts for nonbinary IRA codes are developed and several codes of different spectral efficiencies are designed based on EXIT charts. In addition, by proper selection of nonuniform signal constellations, the constructed codes are inherently capable of obtaining shaping gains, even without separate shaping codes. Simulation results indicate that the proposed codes not only have simple encoding schemes, but also have remarkable performance that is even better than that constructed using nonbinary LDPC codes.     

非规则准循环OOC-LDPC码在图像传输中的应用

介绍了非规则准循环OOC-LDPC码的构造,并将其应用到图像传输中,根据SPIHT压缩图像编码后的码流具有渐进性的特点,进行不等差错保护。在AWGN信道下仿真结果表明,非规则准循环OOC-LDPC码具有很好的纠错能力和不等差错保护特性。     

非规则LDPC码图像传输不等保护研究

为了提高图像在无线信道传输的有效性和可靠性,提出一种优化的LDPC信道编码的不等保护图像传输系统——用PEG方法直接生成列重增加的校验矩阵的系统编码。指出由于LDPC码的不规则特性使其对较为敏感的重要信息给予更多的保护,将整体传输分为不同的保护级别进行处理。仿真结果显示改进的方案在客观的PSNR上和主观的视觉效果上都较之等保护措施有明显的改进。