基于BIBD和循环置换矩阵的LDPC码

提出一种基于平衡不完全区组设计(BIBD)和循环置换矩阵的准循环低密度校验码(LDPC)构造方法。根据实际需求,利用BIBD构造相应的模板矩阵,用适合的循环置换矩阵进行扩展。采用该方法构造的LDPC码具有良好的结构和灵活性,该方法在一定范围内可快速方便构造出某一特定码长或码率的准循环LDPC码。仿真结果证明,准循环LDPC码在高斯白噪声信道上采用迭代译码时,具有较优的纠错性能及较低的错误平层。     

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.     

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。     

无小环的结构化低密度校验码的构造方法

提出了一种基于代数方法和图的高度结构化的低密度校验(LDPC)码构造方法.该方法通过设计一个有3类特殊线路的连接图,来保证由此连接图映射而得的校验矩阵对应的Tanner图无小环.此方法可构造最小环长分别为8和12的两类(3,k)准循环(QC)规则LDPC码.对该方法进一步扩展,还可构造两类列重为2最小环长分别为16和24的结构化LDPC码.仿真结果表明在加性高斯白噪声(AWGN)信道下,用迭代译码算法,在误比特率为10-5时,新提出的(3,k)准循环规则LDPC码优于对应的随机构造的LDPC码0.1dB,而新提出的列重为2的结构化LDPC码优于对应的随机构造的LDPC码2dB.     

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。     

一类准循环LDPC码的平衡环的算法

在用循环置换矩阵构造准循环LDPC码时会出现一类无法消除的环,称为平衡环。分析了准循环LDPC码的平衡环的结构,并给出了搜索任意长度的最简平衡环的关联矩阵的方法。     

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     

对流层散射信道中5G-NR LDPC码性能

由于目前衰落信道,特别是时变信道非线性环境下的研究极少,因此研究对流层散射信道应用场景下的5G-NR LP-DC编译码性能.5G-NR LDPC码是一种准循环LDPC码,其通过基矩阵构造,可以支持多种码率和码长,便于实现速率自适应.本文提出一种改进的分层归一化最小和译码算法,利用对归一化因子的修正,使该算法更适合应用于...     

面向卫星导航系统的多进制LDPC码的构造

面向卫星导航系统应用,设计一种性能优越且编码复杂度低的多进制低密度奇偶校验(LDPC)码。结合渐进边增长(PEG)算法与准循环扩展的半随机构造法,并优化非零元素的选择,构造与新一代卫星导航系统IS-GPS-800接口标准中参数一致的多进制LDPC码。进一步,通过将校验矩阵转换为重复累加码(RA)码的校验矩阵结构,实现低复杂度编码。仿真结果表明,与卫星导航系统IS-GPS-800接口标准中码长码率相同的二进制LDPC码相比,多进制LDPC码有明显的编码增益,且其编码复杂度较低。     

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。     

LDPC码与ARQ在水声通信中的性能研究

在水声通信中,有些情况下系统中要求误码率非常低,仅仅靠信道编码的方法不能满足通信质量要求。循环冗余校验码（CRC）是一种性能良好的循环码,非常适用于检错系统,低密度校验码（LDPC）性能接近香农极限的信道编码之一,其译码复杂度远远小于Turbo码。为了满足低误码率的要求,提出了一种将LDPC码和自动重发请求（ARQ）结合应用的方法,在CRC校验之后进行信道编码,在保证通信质量的前提下尽量减小发送信息的冗余度。仿真结果表明,该方法可以将误码率降低到10^-9以下。     

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。     

基于非正则低密度校验码的图像传输

对Ma的图像传输中正则低密度校验(LDPC)码的应用研究进行了拓展,考虑了移动通信室内测试环境下非正则LDPC码在图像传输中的应用。本文不仅研究了相同码长下非正则LDPC码和正则LDPC码的性能比较,还分析了不同码长、不同girth(Tanner图中的最短长度环)分布下LDPC码的性能。仿真结果表明,相同码长的情况下,非正则LDPC码用于图像传输系统带来了更好的性能提高,纠错性能要明显优于正则LDPC码,在误比特率为1×10-3时,非正则码与正则码相比获得了1.6 dB的性能增益;而LDPC码的码长越长,码的平均girth越大,系统的性能则会得到进一步的改善。     

可变码长LDPC码的GAU构造算法

考虑度分布、最小环长和环近似外信息度等因素,从减少短环和增加外信息度入手,提出了可变码长LDPC码的GAU(Girth ACE union)构造算法。该算法构造的校验矩阵能适应较大范围的码长变化,其短码的纠错性能与802.16e中的LDPC码相当,中长码的性能较后者略优。不同码长的码字具有结构相同的校验矩阵,便于编译码器对所有码长采用同一架构设计,能有效降低编译码器的实现复杂度。GA U算法适用于支持可变长度数据传输的各类通信系统的LDPC码设计,具有重要的理论意义和 实用价值。     

一种AWGN信道下非规则LDPC码的优化方法

提出了一种加性高斯噪声（AWGN）信道下非规则低密度奇偶校验（LDPC）码的优化方法。利用LDPC码迭代译码算法下变量节点与校验节点的EXIT曲线之间的面积反映码的收敛阈值与香农限的差距这一特点,设计表示两条EXIT曲线之间面积的函数F,该函数可以衡量非规则LDPC码的性能,F值越小,LDPC码的收敛阈值就越接近香农限。仿真显示,合理设计变量节点和校验节点,减小函数F的值,能够提高非规则LDPC码的性能。     

一种新颖的LDPC编码系统码率识别方法

LDPC码编码识别是信道编码识别中的难点。随着LDPC码在通信领域的广泛应用,LDPC码编码识别技术也引起越来越多的关注。针对在低信噪比条件下,现有算法对LDPC码编码参数识别率低的问题,首先利用信道输出的软信息,将编码校验关系映射到对数似然比域,并定义编码校验对数似然比（Check log-likelihood ratio,CLLR）。然后,分析CLLR模值的统计特性,建立CLLR与待识别LDPC码参数之间的联系。最后,充分利用在不同校验矩阵下CLLR统计特性的区别,设计一种综合CLLR均值和方差特征的最大均方比判决器。从仿真结果看,在给定先验编码集合的闭集应用模式下,本文算法明显优于已有算法,识别增益在低信噪比环境下可达2~5 dB。而且对于高码率LDPC码的识别,本算法可以显著提高识别性能。     

一种基于稳定子码的量子LDPC码的构造

本文在低密度奇偶校验码和稳定子码纠错理论基础上,分析了稳定子码的构造方法,提出了一种基于稳定子码的量子LDPC码的构造方法,并以(12,3)量子LDPC码为例说名该方法的有效性,最后对(32,12)和(64,24)码在退极化信道的性能表现进行了数值分析。     

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。     

A class of quantum low-density parity check codes by combining seed graphs

This paper proposes a new construction of quantum low-density parity check (LDPC) codes that belong to the class of general stabilizer (non-CSS) codes. The method constructs a binary check matrix $A=(A_{1}|A_{2})$ associated with the stabilizer generators of a quantum LDPC code. The binary check matrix is obtained from a large bipartite graph built by combining several small bipartite graphs called seed graphs. Computer simulation results show that the proposed code has similar or better performance than other quantum LDPC codes, and can be improved by exploiting the degenerate effect of quantum error-correcting codes.