光通信中一种基于有限域的QC-LDPC码构造方法分析

针对光通信系统日益发展的需要,提出了一种的基于有限域准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法.该构造方法简单易行,可以有效避免四环的出现,具有良好的围长特性,同时能够自由地选择码长码率.仿真分析表明:通过该构造方法所构造的码率为93.7％的QC-LDPC(3780,3540)码的纠错性能优于利用随机构造方法所构造的SCG-LDPC (3969,3720)码和已广泛用于ITU-T G.975中的RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中的LDPC(32640,30592)码,因而其更适合于光通信系统.     

光通信中基于SCG(4,k)码的一类改进LDPC码构造方法

针对SCG(4,k)码构造方法的分析与研究,提出一种适用于光通信系统中改进的新颖低密度奇偶校验(LDPC)码构造方法.该方法在保留SCG(4,k)构造方法的基础上,采用类似于准循环的构造形式,使生成的码字不受短环干扰,并具有良好的围长特性;并且与改进前的SCG(4,k)码相比,该构造方法具有硬件实现方面节省存储空间和降低计算复杂度等优点.采用该方法构造了码率为93.7％的LDPC(3969,3720)码.仿真结果表明:这种码的净编码增益(NCG)比广泛用于光通信系统中的经典RS(255,239)码提高了1.99 dB.     

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。     

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。     

光通信中基于有限域加群的一种QC-LDPC码

针对光通信系统传输特性要求的日益提高,基于有限域GF(q)加群提出了一种构造简单且适合光通信系统的新颖准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法,该构造方法可灵活的调整码长、码率且其编译码复杂度低。用此方法构造了适用于光通信系统的规则QC-LDPC(4599,4307)码。仿真结果表明,在BER=10-7时且码率均为93.7%的情况下,所构造的QC-LDPC(4599,4307)码的净编码器增益(NCG)比已广泛应用于光通信系统中的经典RS(255,239)码提高了约2.2dB,比用SCG构造方法构造的SCG-LDPC(3969,3720)码和非规则的QC-LDPC(3843,3603)码的NCG分别提高了约0.47dB和0.25dB,距离香农限约1dB。因而其纠错性能更强,更适用于高速长距离光通信系统。     

光通信系统中基于等差矩阵的QC-LDPC码

基于等差矩阵的性质特征,提出了一种QC-LDPC(准循环低密度奇偶校验)码的新颖构造方法。该构造方法易于有效编译码,具有良好的围长特性,可有效避免四环,使生成的码字不受短环的干扰,且在硬件实现方面可节省存储空间。仿真结果表明:当误码率达到10-7时,该构造方法造出的高码率QC-LDPC(3780,3542)码与ITU-T G.975中的RS(255,239)码相比,其净编码增益提高了约2.1dB,具有更好的纠错性能;与QC-LDPC(4221,3956)码相比,净编码增益提高了0.35dB。     

光通信系统中一种新颖LDPC码构造方法的研究

基于SCG（4,k）码的构造方法提出了一种改进的新颖低密度奇偶校验（LDPC）码构造方法,该方法比改进前的SCG（4,k）码构造方法在硬件实现方面具有节省存储空间和降低计算复杂度的优点。采用该方法构造了冗余度为5.42%的LDPC（5929,5624）码,仿真分析表明,该码型比已广泛用于光通信系统中的经典RS（255,239）码具有更好的纠错性能与较低的译码复杂度。     

光通信中一种基于有限域循环子群的QC-LDPC码构造方法

基于有限域循环子群方法提出了一种结构简单,可以灵活选择码长、码率,并且编译码复杂度低的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法。利用此方法构造出适合光通信系统传输的规则QC-LDPC(5334,4955)码。仿真结果表明该码型利用和积迭代译码算法在加性高斯白噪声信道中取得了很好的性能,比已广泛应用于光通信中的经典RS(255,239)码具有更好的纠错性能。因此所构造的QC-LDPC(5334,4955)码能较好地适用于高速长距离光通信系统。     

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。     

光传输系统中基于Bose第一类方法对QC-LDPC码的一种新颖构造方法

基于平衡不完全区组设计(BIBD)、循环矩阵分解和循环置换矩阵,提出了一种适用于光传输系统的新颖准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)构造方法。利用Bose的第一类方法构造的低密度校验矩阵对其进行循环列分解得到相应的模板矩阵,再利用合适的循环置换矩阵对其进行扩展。采用该方法构造的QC-LDPC码具有良好的结构,且可根据实际需要来灵活地选择码长和码率。仿真结果表明:在误码率为10-6时其码率均为93.7%的情况下,该方法构造的novel-QC-LDPC(10992,10305)码比ITU-T G.975中RS(255,239)码的净编码增益(NCG)改善了约1.8d B。因此该构造方法所构造的QC-LDPC码具有更好的纠错性能,更适合高速长距离的光传输系统。     

一种基于修饰技术的改进QC-LDPC码构造方法

针对传统调制方式难以满足人们对高速通信的要求, 结合Hartley变换与离散多音调制(DMT)提出一种用于可见光通信的多载波调制方式。为了实现DMT, 采用Harltey变换来代替傅里叶变换, 然后对调制信号进行非对称式限幅来降低LED的发射功率。仿真结果表明, 相比于直流偏置调制模式, 非对称限幅调制模式更为节能。     

光通信系统中基于BIBD对QC-LDPC码的研究

基于平衡不完全区组设计(BIBD),深入分析与研究了准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的一种新颖构造方法,并通过该构造方法构造了3种同码率不同码长的QC-LDPC码,通过对这3种QC-LDPC码的仿真分析表明,同码率下,码长越长性能越好。同时在BER=10-6时码率均为93.7%的情况下,所构造的BIBD-QC-LDPC(5392,5056)码的净编码增益(NCG)比已广泛应用于光通信系统中的经典RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中的LDPC(32640,30592)码分别提高了约2.13dB和1.41dB。因而其纠错性能更强,更适用于高速长距离光通信系统。该新颖构造方法简单灵活且编译码更容易实现。     

卫星激光通信中基于Zig-Zag结构的原模图QC-LDPC码构造方法

为应对卫星激光通信信道的时变性、改善传输的可靠性,提出一种基于Zig-Zag结构的原模图QC-LDPC码构造方法.该方法将原模图与Zig-Zag结构的移位系数设计方法相结合,构造校验矩阵围长至少为8且码长码率可灵活选择的ZZ-QC-LDPC码.仿真结果表明:该方法所构造的ZZ-QC-LDPC码在误码率为10-6时,与同码率下基于等差数列和原模图构造的QC-LDPC码和基于最大公约数构造的QC-LDPC码以及具有大围长快速编码特性的QC-LDPC码相比,其净编码增益分别提高了约0.2,0.1和0.64 dB,且在较大码率范围内均具有良好的纠错性能.     

基于完备循环差集的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)码中存在编码复杂度高且码率码长选择不灵活等问题,基于完备循环差集(Perfect Cyclic Difference Sets,PCDS)提出了一种确定性的构造方法.基矩阵(Base Matrix,BM)中的移位次数可由完备循环差集经过简单的加减运算获得,特殊结构的基矩阵和完备循环差集结合,节省了存储空间,降低了硬件实现的复杂度,其围长至少为6,且码长码率可灵活选择.仿真结果表明:在加性高斯白噪声(Additive White Gauss Noise,AWGN)信道下采用和积算法(Sum-Product Algorithm,SPA)迭代译码,码率为0.5、误码率为10-6时,构造的基于完备循环差集的非规则PCDS-QC-LDPC(2680,1340)码比基于PEG-QC-LDPC(2680,1340)码和掩模的离散数组AD-MASK-QC-LDPC(2680,1340)码的净编码增益(Net Coding Gain,NCG)分别提高了0.13和0.32 dB.     

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。     

一种基于AP与消除基本陷阱集的低错误平层QC-LDPC码构造方法

针对准循环低密度奇偶校验(LDPC)码在高信噪比区域可能存在错误平层的问题,提出了一种基于等差数列(AP)和消除基本陷阱集(ETS)的低错误平层QC-LDPC码构造方法。该方法利用改进的ETS消除算法构造基矩阵,以减少基本矩阵中的小基本陷阱集。然后利用特殊性质的等差数列(AP)确定循环移位系数,扩展得到最终的校验矩阵。该构造方法的计算复杂度低且码字的码长、码率可灵活设计。并且仿真结果表明,所构造码率为0.5的PEG-Trap set-AP(PTAP)-QC-LDPC(1200,600)码,在误码率为10-6时,与IEEE 802.16标准中QC-LDPC(1200,600)码、利用PEG算法与AP的PEG-AP-QC-LDPC(1200,600)码、通过控制环(CC)的CC-QCLDPC(1200,600)码和基于等差数列的AP-QC-LDPC(1200,600)码相比较,其净编码增益分别提升了0.08,0.31,0.57和0.64dB,有效地改善了高信噪比区域的纠错性能,且未出现明显的错误平层。     

基于EETS与GC的非规则QC-LDPC码低错误平层构造方法

针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码在高信噪比区域可能出现的错误平层现象,提出了一种基于消除基本陷阱集(Eliminating Elementary Trapping Sets, EETS)和围长约束(Girth Constraints, GC)的非规则QC-LDPC码构造方法。该方法通过巧妙选取度分布,利用基本陷阱集搜索和围长约束改进渐进边增长(Progressive Edge Growth, PEG)算法构造基矩阵,然后通过等差(Arithmetic Progression, AP)序列扩展得到所需的校验矩阵。该方法仅需对简单环形式的ETS进行搜索和消除,就能确保构造的基矩阵中不存在设置范围内的绝大多数ETS,从而降低错误平层现象,且该方法计算复杂度相对较低,可灵活设计码长码率。仿真结果表明,由所提出构造方法构造的非规则QC-LDPC码比其他五种QC-LDPC码的纠错性能更为优越,且没有明显的错误平层现象。