基于QC-MDPC码的公钥密码方案设计

准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)的校验矩阵通过循环移位生成,用于构造公钥密码体制,可减小公钥存储量,但易导致低重量码字搜索攻击.提出了一种基于准循环中密度奇偶校验码(QC-MDPC)的公钥密码体制,并且给出了一种快速比特翻转(BF)译码算法.该密码体制与基于Goppa码的McEliece公钥密码体制相比,在相同的安全参数下,公钥存储量最大可减小93倍,且加/解密复杂度低,能抵抗对偶码和消息集译码攻击,安全性高.     

高性能QC-LDPC码译码器的VLSI实现

基于改进的最小和（Min-Sum）译码算法,提出一种高速半并行准循环低密度奇偶校验（QC-LDPC）码译码器结构．设计了对数桶型移位器来传递数据,以降低译码器内部连线的复杂度;引入微指令控制技术,使译码器的硬件结构独立于具体的码率和码的规则性,可以在不改变硬件的情况下支持任意码率;采用动态功耗管理技术,译码器可以随信道好坏自动控制功耗．基于该结构实现了一个适合中国数字电视地面传输标准（GB20600-2006）系统的LDPC码译码器,在SMIC0．18μm标准CMOS工艺下综合,总面积仅为62万等效门,频率最高可达100MHz．     

一种通用的低成本QC-LDPC码译码结构

提出一种通用的QC-LDPC码译码器架构.该架构采用一种特殊的绑定结构和一个可配置的循环移位网络,实现了多码率变码长的LDPC译码,可以应用在多标准数字通信系统中.同时,该结构使存储单元的利用率提高了13倍.提出的可配置数据交换网络可以使存储单元和运算单元之间的连线规则化,降低了连线复杂度.基于该结构,本文实现了符合中国数字电视地面传输标准DTMB中LDPC译码器,在SMIC0.18um标准COMS工艺下,芯片面积约为8mm2;在时钟频率50MHz,迭代次数15次,8比特量化的条件下,吞吐率可达91Mbps.     

利用等差数列构造大围长准循环低密度奇偶校验码

针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码中准循环基矩阵的移位系数确定问题,该文提出基于等差数列(AP)的确定方法。该方法构造的校验矩阵的围长至少为8,移位系数由简单的数学表达式确定,节省了编解码存储空间。研究结果表明,该方法对码长和码率参数的设计具有较好的灵活性。同时表明在加性高斯白噪声(AWGN)信道和置信传播(BP)译码算法下,该方法构造的码字在码长为1008、误比特率为10-5时,信噪比优于渐进边增长(PEG)码近0.3 dB。     

一类环长至少为10的准循环LDPC码

为扩展性能优良、易于工程实现的LDPC码的构造方法,提出了一类环长至少为10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。该方法首先基于基矩阵和 准则[11]构造出环长至少为10的校验矩阵;然后,利用掩蔽矩阵对得到的校验矩阵进行变换;最终,构造出满秩的准循环LDPC码。理论分析和仿真结果表明,该类QC-LDPC码字构造灵活,在AWGN信道下具有优异的性能。     

基于QC-LDPC码的MIMO-OFDM系统的性能仿真

QC-LDPC码是一个十分重要的LDPC码研究分支。QC-LDPC码(准循环低密度奇偶校验码)是一类结构化的LDPC码,其校验矩阵H采用准循环方式构造,具有实现复杂度低的特点,易于硬件实现。大量研究人员认为,MIMO-OFDM技术将会成为4G的核心技术。将QC-LDPC码与MIMO-OFDM系统相结合,分析了在时变频率选择性衰落信道下的系统性能。仿真结果表明,在时变频率选择性衰弱信道下,QC-LDPC码与随机构造的LDPC码具有接近的系统性能。     

基于G.9960协议的高阶QAM调制与解调

G.9960是国际电信联盟(ITU-T)制定的下一代家用网络标准,采用正交频分复用(OFDM)和高阶QAM调制相结合的技术,实现高速可靠的数据传输.将讨论高阶QAM调制和软解调的算法.偶数阶调制使用方形星座图,将格雷码形式排列的二进制序列,映射成复数点;奇数阶调制使用十字型星座,将格雷码形式的二进制序列映射为复数点后,再依据一定的规则加以旋转.基于Bahl等人提出的逐符号最大后验概率译码算法,推导了对数似然比计算公式;由于对数似然比计算涉及对数运算,因此利用取最大值代替指数对数运算来进行简化.仿真结果表明,在AWGN信道下,信噪比为8 dB时,使用简化的软解调算法,2048QAM-LDPC系统的误码率可达到3×10-5,4096QAM-LDPC系统的误码率可达到5×10-4.简化的软解调算法,计算量较小,误码率低,具有良好的性能.     

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。     

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.     

国数字地面电视标准中LDPC码的半并行译码结构设计*

中国数字地面电视广播标准采用准循环低密度校验码（QC-LDPC）作为其信道编码的内码。根据该类LDPC码的准循环特性,提出了一种基于后验概率的简化最小和算法及其对应的半并行译码结构。其可实现在同一接收机中尽量复用硬件资源并减少消耗情况下LDPC码的多码率译码。最后,使用可编程门阵列实现了此结构并验证了其性能,实验表明,该方法比传统的最小和算法性能略有降低,但可节约大量存储器资源。