联合度分布优化下扩展双对角线LDPC码构造

具有低编码复杂度和低存储量的LDPC码构造算法一直是纠错编码领域的研究热点。本文根据现有对eIRA码和QC-LDPC码的研究,提出一类具有扩展双对角线的LDPC码构造算法。该码以eIRA码作为QC-LDPC码的基码,同时具有两者低编码复杂度和低存储量的特性。为了减少该结构下基矩阵扩展后引入的多个度为1的节点对码性能造成影响,本文结合该码的结构特点提出一种基于EXIT图的联合度分布全局优化算法,有效提高了码的性能。实验结果表明,相较于IEEE802.16e与IEEE802.11n标准中相同条件下的标准码,本文所构造的QC-LDPC码的性能可提高约0.1dB。      

不规则LDPC码面向4G的性能改进

基于4G和WiMAX在技术发展方向上的融合,对IEEE 802.16e标准推荐的由单位置换矩阵I构造的不规则QC-LDPC码,构造循环移位置换矩阵Q取代J矩阵填充奇偶校验矩阵H,仿真实验表明由Q矩阵取代I矩阵,能在一定程度上改善不规则QC-LDPC码的性能.     

基于扩域分组的多码率QC-LDPC码设计

分析了伽罗华域的一些基本性质,同时,给出了准循环低密度奇偶校验码的基本构造思路与方法。在此基础之上,提出了基于伽罗华域扩域分组方法构造多码率QC-LDPC码的方法。通过对扩展域中线性独立的元素的分组,可以很容易地实现不同码率QC-LDPC码的构造。仿真显示,提出的方法在10-5误码率条件下,与基于大衍数列构造的QC-LDPC码性能接近,有0.1dB的差距,但是,与基于斐波那契构造的QC-LDPC码相比,有0.8dB的增益。与IEEE 802.16e构造的QC-LDPC码相比,提出的方法有1dB的差距,还有很大的改进空间。     

一种简单递归编码结构的QC-LDPC码优化设计

结合差分进化(Differential Evolution)和PEXIT(Protograph Exitrinsic Information Transfer)方法,提出了一种具有Tam结构的QC-LDPC码优化设计方法,Diff-PEXIT算法,在优化搜素时,保持了低编码复杂度的QCLDPC码的简单编码结构不变.仿真结果表明,Diff-PEXIT算法优化设计的QC-LDPC码性能优于802.16e中的QC-LDPC码和Tam提出的QC-LDPC码,且优化构造出的QC-LDPC码仍然保持了Tam码的简单递归编码结构及低编码复杂度.     

QC-LDPC码基矩阵构造方法

利用发现的大衍数列和Golomb-Ruler的特殊性质,给出了两种准循环LDPC码的校验矩阵基矩阵的构造方法。根据校验矩阵不含长度为4的环的充要条件判断,设计的两种准循环LDPC码的环长至少为6。仿真显示,在10-5误码率条件下,这两种设计方案比传统的RS码和卷积码级联编码方案有接近2dB的性能提升;相比于IEEE 802.16e标准给出的设计方案,基于Golomb-Ruler构造的QC-LDPC码在性能上有0.8dB的差距,基于大衍数列构造的QC-LDPC码在性能上有0.9dB的差距;基于Golomb-Ruler构造的QC-LDPC码与基于大衍数列构造的QC-LDPC码有几乎接近的性能,前者比后者大约有0.1dB的增益。     

任意列重大围长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）码中准循环基矩阵的移位系数确定问题,提出基于等差数列的确定方法.该方法构造的校验矩阵围长为8,列重可任意选取,移位系数由简单的数学表达式确定,编码复杂度与码长呈线性关系,节省了编解码存储空间.研究结果表明,列重和围长是影响码字性能的重要因素.在加性高斯白噪声（Additive White Gauss Noise,AWGN）信道和置信传播（Belief Propagation,BP）译码算法下,该方法构造的码字在短码时可以获得与IEEE 802.11n、802.16e码相一致的性能,在长码时误比特率性能接近DVB-S2码.同时表明该方法对码长和码率参数的设计具有较好的灵活性.     

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.     

基于环结构分析的准循环LDPC码构造

准循环奇偶校验(Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check,QC-LDPC)码在通信工程领域具有重要的应用价值,因此它的构造算法一直是LDPC码研究领域的一个热点内容.根据现有的QC-LDPC码构造算法,特别是基于渐进边增长(Progressive Edge Growth,PEG)算法的QC-LDPC码构造方法,提出了一种新的移位矩阵构造方法.该方法有效减少了随机搜索带来的时间损耗,并改进了二次同余、等差数列等算法仅能除去四环的情况,进一步消去了六环、八环和十环结构,确保QC-LDPC码的围长不小于12.仿真结果表明,所构造的QC-LDPC码具有更优的环结构特点和纠错性能.     

一种可快速编码的QC-LDPC码构造新方法

为解决LDPC码的编码复杂度问题,使其更易于硬件实现,提出了一种可快速编码的准循环LDPC码构造方法。该方法以基于循环置换矩阵的准循环LDPC码为基础,通过适当的打孔和行置换操作,使构造码的校验矩阵具有准双对角线结构,可利用校验矩阵直接进行快速编码,有效降低了LDPC码的编码复杂度。仿真结果表明,与IEEE 802.16e中的LDPC码相比,新方法构造的LDPC码在低编码复杂度的基础上获得了更好的纠错性能。     

IEEE 802.16d/e宽带无线接入网络中的切换机制的研究

作为新一代的宽带无线接入技术IEEE 802.16d/e以自身固有的优势正越来越受到关注。相比于固定接入的WiMAX,移动版WiMAX,即IEEE 802.16e具有更好的市场前景,同时也面临更多的挑战。文章在分析和研究了IEEE 802.16e标准中定义的切换模式的基础上,总结了现有的IEEE 802.16e切换机制的研究现状,并建议为IEEE 802.16e的移动宽带接入网络提出一种具有QoS保证的支持无缝移动的移动性管理架构,从而实现了IEEE 802.16e的MS和网络中的通信对端之间实现具有端到端QoS保证的平滑服务。     

基于LDPC码IEEE802.16e中的性能研究

LDPC码是一种逼近香农限的,易实现和系统复杂度低的优秀的线性纠错码. IEEE 802.16e采用0FDM（正交频分复用）作为物理层调制标准技术,是在空中接口协议802.16d的基础上支持移动特性.本文简要介绍了LDPC码,并对LDPC码在IEEE802.16e协议规定的环境下进行了仿真.仿真结果表明LDPC码在OFDM子载波之间实现联合编码,可以有效对抗多径信道中的深度衰落,相比传统的纠错码有更优越的性能.     

光通信中基于BIBD与循环矩阵分解的QC-LDPC码新颖构造方法

为了满足光通信系统中对纠错码高码率、低误码率(EBR)的要求,基于平衡不完全区组设计(BIBD)和循环矩阵分解,提出一种构造简单的新颖准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法,并构造了适用于光通信系统的规则BIBDdes-QC-LDPC(6736,6316)码。仿真结果表明,在BER=10-6时其码率均为93.7%的情况下,所构造的BIBDdes-QC-LDPC(6736,6316)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)码改善了约2.2dB,并且比只基于BIBD所构造的同码率同码长的规则BIBD-QC-LDPC(6736,6315)和基于伽罗华域(GF)乘群所构造的同码率的非规则QC-LDPC(3843,3603)码都分别改善了约0.2dB。因而,运用本文方法构造的QC-LDPC码型的纠错性能更强,更适用于高速长距离光通信系统。并且,本文方法还具有BIBD构造方法的优点,可灵活地调整码率码长。     

基于改进2-DGRS码的QC-LDPC码高效构造

利用GRS(generalized reed-solomon)码的生成多项式提出了基于改进的2-D GRS(two-dimensional GRS)码设计和构造QC-LDPC(quasi-cyclic low density parity-check)码的方法,使所构造的码具有较好的译码性能。同时在码的构造过程中,考虑到了准双对角线结构和合适的度分布。不同码率的LDPC码用于和新设计的QC-LDPC码进行测试和比较。实验结果表明,所提出的码构造方法可加快LDPC码校验矩阵的构造,同时基于所提出方法构造的QC-LDPC码可提高译码性能,并降低编码复杂度。     

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。     

具有低复杂度的 LDPC 已编码非相干酉空时调制系统设计简

提出一种克服无线信道瑞利衰落和高斯白噪声干扰的非相干编码调制MIMO系统方案。纠错码采用IEEE 802.16e中的非规则QC-LDPC码,非相干调制采用基于三角函数的酉空时调制(SC-USTM)。在接收端,推导出SC-USTM的最大后验概率（MAP）解调算法;为了降低复杂度,构造了SC-USTM的双解调器方案;为了改善双解调的性能,在置信传播（BP）迭代解码器和MAP解调器之间引入了迭代反馈机制。仿真实验表明LDPC已编码SC-USTM的MIMO系统比未编码USTM的MIMO系统在 误码率时,性能改善15~17 dB,并且整个系统具有较低的计算复杂度。     

利用ACE值构造QC-LDPC码

为进一步提升中短码长下准循环低密度奇偶校验(Quasi-cyclic Low-density Parity-check,QC-LDPC) 码的纠错性能,提出了一种综合短环数目和环连通性的QC-LDPC码构造方法。首先,采用Golomb规则构造QC-LDPC码,对基矩阵中的部分元素进行替换预处理,初步降低短环数目;其次,采用所提的利用近似环外信息度（Approximate Cycle Extrinsic message degree,ACE）的消环掩模算法来优化QC-LDPC码,使得掩模后的校验矩阵具有较大的ACE平均值,最终完成QC-LDPC码的构造。该构造方法简单、通用性强,在短环数目和连通性间进行了平衡。与只考虑减少短环数目、增大围长等方法相比,该方法构造的QC-LDPC码有更加优异的纠错性能。     

简化循环交织器的QC-LDPC构造算法

针对准循环LDPC(QC-LDPC)码全并行高速译码器复杂度较高的问题,本文提出了一种约束QC-LDPC码循环偏移量的码构造算法(SSN-BPEG,Simplifi ed Shuffl e Network Block PEG).SSN-BPEG算法在进行环长优化并时限定循环偏移量的取值范围.结果表明,本文提出的SSN-BPEG算法构造码的误码性能与WiMAX标准码相当,但其译码器中的循环交织网络的复杂度大大降低.     

一种基于CS的LDPC码的抗误码方法

提出了一种基于CS(压缩感知)的LDPC码(低密度奇偶校验码)的抗误码方法。在编码端对H.264视频流中的每一个NAL(网络提取层)进行基于IEEE802.16e的LDPC编码。在解码端进行两种方法的解码,一种进行传统的LDPC解码,另一种根据压缩感知线性解码和信道码线性解码之间的联系,将基于IEEE802.16e的LDPC编解码中的校验矩阵作为压缩感知重构的测量矩阵进行压缩感知重构解码。实验结果表明,在高误码率的情况下,基于CS的LDPC码解码方法相对于传统LDPC解码方法的抗误效果更明显,为视频的抗误传输提供了新的思路。     

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。     

基于PEG算法的QC-LDPC码构造

提出一种QC-LDPC码的构造方法,这种方法利用受约束的PEG算法构造一个符合给定度分布的LDPC码基矩阵,能够保证构造出来的LDPC码短环的数量比较少,且具有线性时间编码.该方法在基矩阵的基础上利用缩短RS码集合的构造方法得到对应位置的偏移地址,以保证所构造的LDPC码的最小码距.最后给出构造的QC-LDPC码与DV...