大围长结构化LDPC码构造方法

在LDPC码的构造中,校验矩阵拥有大围长对于改善码的性能有着重要的意义.结构化是提高码实用性的关键.提出一种低复杂度的基于列差搜索法(Column-Difference Search AIgorithm)的准循环LDPC码构造方法,用以设计大围长和任意码率的规则QC-LDPC码(以下称为CDS-LDPC码).该方法可线性编码,易于IC实现.仿真结果表明,该方法构造的各种码率CDS-LDPC码在BER性能上均优于对应的随机码,与同属QC-LDPC码的Tanner码和Array码相比明显提高了0.79～3.28dB,并且在码长、码率等参数设计上更为灵活.     

大围长结构化LDPC码线性编码器设计

校验矩阵拥有大围长对于改善LDPC码的性能有着重要的意义.结构化是提高码实用性的关键.提出一种基于列差搜索算法(Column-Difference Search Algorithm)和步进边增长算法(Progressive Edge Growth Algorithm,PEG)的准循环LDPC码构造方法,可以设计任意围长和码率的QC-LDPC码(称为CP-LDPC码).利用该码校验矩阵的近似下三角特性,推导出递推编码方法,使得该码编码复杂度与码长成线性关系.仿真结果表明,CP-LDPC码在BER性能上与随机码以及同属QC-LDPC码的Tanner码和Array码相比有明显提高,优于随机码、Tanner码和Array码1.35dB～3.95dB.     

基于循环差集的低密度奇偶校验码的构造

基于组合设计中的循环差集,提出一种构造准循环低密度校验(Quasi-Cyclic LDPC)码的方法。所构造的正则Quasi-Cyclic LDPC码的校验矩阵中不存在长度为4的环,并且可以用简单线性移位寄存器实现编码。仿真结果表明,在和积迭代译码下,采用该方法构造的码具有较好的性能。     

基于PEG算法的准循环LDPC码的编码构造方法

为了将渐进添边(Progressive edge-growth,PEG)算法应用于准循环低密度校验码(Low density paritycheck codes,LDPC codes)的构造,本文从最小化环长和减少短环周期的角度,提出一种新颖的准循环LDPC码的编码构造方法.利用该方法构造出一个码率为1/2的LDPC码,并通过计算机仿真得到其误帧率曲线,其性能优于3GPP中相同码长码率的Turbo码.该LDPC码不仅性能优异,而且编译码方法简单、复杂度低,能够节省存储空间,适用于未来移动通信以及深空通信.     

抗突发错误的短码长随机LDPC码设计

短码长低密度奇偶校验(LDPC)码校验矩阵列相关性较大,易出现突发错误。为了提高短码长LDPC码抗突发错误能力,提出一种分层随机构造的非规则LDPC码,通过在各层中随机地分配比特节点的边,利用分层随机的结构特点,降低了校验矩阵的列相关性,使得短码长时具有较好的抑制突发错误的能力。通过计算码字最小汉明距离以及相邻列的列相关性,证明了该设计方法的有效性。仿真结果显示,短码长时采用该方法构造的LDPC码较PEG法、CCSDS标准、IEEE802.16e标准LDPC码在低信噪比时性能优势较为明显。     

一类准循环LDPC码的构造

通过构造部分平衡不完全区组设计,得到一类低密度校验（LDPC）码,其最小环长（girth）至少为6,码率的选取具有很大的灵活性,而且可以具有准循环结构,进一步,也利用其构造了girth至少为8的准循环LDPC码。计算机仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道中与随机码相比,我们构造的一些码具有稍好的译码性能。     

大列重低复杂度的QC-LDPC码构造

针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的校验矩阵列重较小,码率等参数不灵活的问题,该文提出了一种具有确定结构的大列重的构造方法。该方法利用指数矩阵元素之间差的关系,构造出的校验矩阵围长为8,具有准循环结构。在此基础上,使其与准双对角结构相结合,构造出的QC-LDPC码围长不会减小,且具有低复杂度可快速编码的双重特性。仿真结果显示在加性高斯白噪声(AWGN)和置信传播(BP)译码算法下,所提方法构造的QC-LDPC码在误码率为10e-6 时,信噪比优于GCD算法构造的QC-LDPC码接近 0.5dB,与随机构造法中经典的渐进边增长(PEG)算法相比,在误码率10e-5 时有0.2dB 的性能提升。     

基于IEEE802.16e协议的无短环的LDPC缩短码设计

IEEE802.16e协议给出的LDPC码是短码时,其校验矩阵存在大量的短环,针对这一问题,设计了一种新的LDPC缩短码方案。该方案在现有的IEEE802.16e标准的LDPC码的校验矩阵设计框架下,提出了一种分块修正子校验矩阵的设计方案,这种方案用准循环矩阵和有限几何法联合优化的方法构造了扩展因子zf=48的校验矩阵,运用同步顺序搜索度数节点的方式,使缩短码情况下的校验矩阵无4环并且仅含有少量6环。在AWGN信道下仿真实验表明,码率为0.5的情况下,改进后的码字不仅保持了IEEE802.16e标准编码的快速编码性能,并且误码率仅比此时的香农限多了1.1dB     

高性能准循环低密度奇偶校验码在导航信号中的应用

全球定位系统(GPS)在其现代化计划中选择低密度奇偶校验(LDPC)码作为其将来的L1C电文的信道编码方案,能够获得优异的译码性能,但复杂度也相对提高,所采用随机LDPC码的编码器和解码器的硬件实现较为困难。在802.16e协议中提出的LDPC码的基础上,提出一种增强型的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC) 码,其校验矩阵同时具有准循环结构和近似下三角结构,且最小圈长为8,克服了随机LDPC码的缺点。仿真结果表明,所构造的QC-LDPC码性能优于802.16e协议中的LDPC码和GPS L1C电文中采用的LDPC码,对我国“COMPASS”导航系统的信道编码方案具有参考价值。     

基于代数搜索法去环的结构化的LDPC码

文章将阐述一种结构化的LDPC码系列,包括规则码、非规则码、非规则RA码三种。这种结构把H矩阵分为3×k个块,而每个块都是由单位矩阵循环移位形成的。非规则就是在规则码结构上添加3×m个块,使得H矩阵前面部分列重从3变为6或者9,非规则RA码在非规则基础上将H阵最后部分(3×3块)换成2列下三角结构。生成这类H矩阵的方法就是以下要提到的代数搜索法。搜索法规则就是尽量将低次环去掉,保持H阵的高girth值。这个系列的LDPC码的好处就是译码器结构很好实现,RA码使编码也变得很简单;而完全去除4,6环,最小化8环的H阵结构又保证了LDPC码的性能。     

量子纠错码的一个统一构造方法

在量子通信和量子计算中,量子纠错码起着至关重要的作用。人们已经利用Hamming码、BCH码、Reed-Solomon码等各种循环码、常循环码、准循环码来构造量子纠错码。利用准缠绕码将这些构造方法统一起来,给出了准缠绕码包含其对偶码的充分必要条件及准缠绕码的一个新构造方法,并且利用准缠绕码构造了新的量子纠错码。     

On the structure of generalized toric codes

Toric codes are obtained by evaluating rational functions of a nonsingular toric variety at the algebraic torus. One can extend toric codes to the so-called generalized toric codes. This extension consists of evaluating elements of an arbitrary polynomial algebra at the algebraic torus instead of a linear combination of monomials whose exponents are rational points of a convex polytope. We study their multicyclic and metric structure, and we use them to express their dual and to estimate their minimum distance.     

新的磁盘纠错编码方法

本文设计的与以往用于磁盘纠错的各种循环码不同的编码方法是多进制的一般线性分组码,其编译码原理简单,纠突发错误能力强,而译码速度快。在采用交错技术下设计的检错相关判决法,使得突发错误长度超过纠错能力,绝大部分错误都能被检测出来,不可检的错误概率很小。     

环Fp uFp vFp uvFp上的二次剩余码

针对环Fp+ uFp+ vFp+ uvFp上的二次剩余码进行了研究,其中u2=u,v2=v,uv=vu,p是一个奇素数.首先引入了环Fp+ uFp+vFp+ uvFp上长为n的循环码的相关知识,用幂等元的形式定义了环Fp+ uFp+vFp+uvFp上的二次剩余码,给出了其定义和性质,并讨论了它们与其扩展码之间的关系和对偶性质.最后,给出了环F3+uF3+vF3+uvF3上长为11的二次剩余码的幂等生成元的具体形式.     

Z_(p~2)上的循环码和负循环码

应用了Gray映射φ的概念,给出了Zpk+1中的1-pk-循环码与Fp上指标为pk-1长度为pkn的准循环码之间的关系;同时定义了Zp2→Zp2n的映射φ,并且研究了在它作用下负循环码与循环码的关系。     

距离为6的二元自对偶码的子码

用随机搜索算法研究了码长n满足22≤n≤30且距离为6的二元自对偶码的子码,构造出它们的对偶距离为3、4、5和6的子码的生成矩阵。研究了这些子码构成的码链以及它们的对偶码构成的码链。利用所得到的码链,由Steane构造法构造出距离为5和6的具有很好参数的量子纠错码,改进了前人得到的几个量子纠错码的参数。     

对偶距离为5的极大自正交码及其子码

研究了自对偶码与其删截得到的极大自正交码的等价性问题。利用删截法构造出码长n满足21≤n≤29、对偶距离为5的二元极大自正交码。再用随机搜索算法研究了所得到的二元极大自正交码的子码,构造出它们的对偶距离为3和5的子码的生成矩阵。研究了这些子码构成的码链以及它们的对偶码构成的码链。利用所得到的码链,由Steane构造法构造出距离为5的具有很好参数的量子纠错码。     

极化码与奇偶校验码的级联编码：面向5G及未来移动通信的编码方案

基于信道极化 定理而提出的极化码是目前唯一被严格理论证明可以达到香农容量限的编码,并被接受为第五代移动通信系统（5G）中短码控制信道的编码方案。本文首先给出极化码的编码和译码原理,然后提出一种极化码与奇偶校验码级联的设计方案,发送端编码器采用奇偶校验码作为外码,极化码作为内码的级联编码结构。接收端译码器采用基于奇偶校验辅助的连续消 除列表译码算法。相比于极化码与循环冗余校验码的级联方案,本文提出的级联设计方案具有更加优良的纠错性能,且没有提升编、译码的复杂度,有能力满足5G移动通信控制信道对纠错性能的要求。