Q-矩阵准规则LDPC码编码器设计方案的研究

本文给出了Q矩阵的定义,找到了一种快速搜索9矩阵的算法,并在此基础上提出一种准规则LDPC码编码器设计方案。该设计方案将奇偶校验矩阵H分解成两个子矩阵,通过对这两个子矩阵结构的设计,构造出H矩阵。本文提出的准规则LDPC码编码器算法具有较低的实现复杂度,为LDPC码编码器的设计提供了最佳选择方案。     

基于Q矩阵的LDPC码编码设计方法

给出了Q矩阵的定义,在此基础上提出了一种基于Q矩阵的LDPC码编码器设计方法.此设计方案将奇偶校验矩阵H分解成两个子矩阵Hp和Hd,通过对这两个子矩阵分别设计,构造出H矩阵.其中Hp是上三角双对角矩阵,Hd矩阵由Q矩阵按照一定的行重列重,根据某种排列规则构造而成.着重研究了Q排列规则,并找到了一种较好方法,使得这种编码方案得到了很好的性能.采用的这种编码方案的编码器算法具有较低的实现复杂度,为LDPC码编码器设计提供了很好的选择方案.     

低编码复杂度不规则准循环LDPC码的构造方法

针对不规则低密度奇偶校验码（LDPC码）误码性能好,但编码复杂度高的问题,利用重复积累码（RA码）能有效编码的特性和掩模技术,提出了一种不规则LDPC码的构造方法,该码具有线性复杂度的编码算法。该构造方法,首先对RA码的校验矩阵进行了改进,消除了RA码常产生的错误平层效应;然后基于范德蒙矩阵构造了一种新的校验矩阵,该校验矩阵具有代数结构,易于硬件实现。理论分析和实验结果表明,构造的不规则LDPC码的编码复杂度低于Mackay随机码,在加性高斯白噪声（AWGN）信道条件下,误码率为1.0×10^-4时,比Mackay随机码性能提高约0.4~0.6 dB。     

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。     

瑞利衰落信道下基于生成矩阵的LDPC性能研究

LDPC码是一种具有稀疏校验矩阵的分组纠错码。LDPC码作为高传输速率通信系统的信道编码,具有吞吐量大、高速译码速率和较低错误率的优点,但存在编码复杂度较高和编码时延较长的缺点。笔者针对LDPC码进行改进,设计一种基于生成矩阵构造的LDPC码,从而实现线性编码,并通过仿真研究其在瑞利衰落信道下的性能,得出系统的误码率曲线。     

基于矩阵格的BIBD-LDPC码构造方法

针对目前采用传统方法构造（3,m）LDPC码时会产生大量陷阱集的问题,以矩阵格（Rectangular lattices,RL）为基础提出了一种消除基本陷阱集的（3,m）QC-LDPC码的改进构造方法。通过分析矩阵格中基本陷阱集与斜率的关系,选取合适的斜率满足相应的约束条件以避免基本陷阱集的出现;同时,改进方案中的校验矩阵采用准循环结构,降低了LDPC码编译码复杂度。在AWGN信道中的仿真实验结果表明,本文提出的码字构造算法可以有效地降低LDPC码的错误平层。     

基于有限几何的量子CSS码的构造

首先利用有限几何的特点构造经典低密度奇偶校验(LDPC)矩阵,然后通过对校验矩阵的行或列变换构造其对偶码,本文提出了一种以量子CSS码为理论基础的基于有限几何的量子LDPC码。并对其进行了充分的理论推导,从而使用有限几何构造量子LDPC码称为一种可行的途径。     

PEG GLDPC码设计与性能分析

针对深空通信中高信道编码增益的需求,设计了一种新颖的基于按边增长(Progressive edge-growth,PEG)算法的广义低密度奇偶校验(Generalized LDPC,GLDPC)码.基于稀疏矩阵的二分图,首先改进了PEG算法用以构造规则LDPC,然后用BCH码作子码替换LDPC中的单奇偶校验码来构造PEG-GLDPC,最后重点研究了PEG-GLDPC的译码算法,提出一种联合BCH比特栅格译码与置信传播(Belief propagation,BP)算法的迭代译码机制.AWGN信道下的仿真结果表明,PEG-GLDPC译码性能优于LDPC以及传统GLDPC,适用于深空通信等低信噪比通信系统.     

一种改进的LDPC码的EBF构造算法的研究

扩展比特填充（EBF）构造算法是迄今为止构造性能优异的中短码长LDPC码的一种有效的构造方法,然而直接采用该算法构造的LDPC码的编码复杂度正比于码长的平方,使其成为实用化过程中的一个瓶颈。基于具有线性编码复杂度的迭代编码算法提出了一种改进的EBF构造算法,通过对编码方案的改进和校验矩阵的构造两个方面降低其复杂度。仿真结果表明,在BPSK、QPSK及16QAM调制方式下,虽然改进的EBF构造算法构造的LDPC码码字与EBF构造算法构造的码字的纠错性能基本一致,但是其最大的优势在于具有更低的硬件实现复杂度。     

具有快速译码收敛速度的LDPC码设计

为了提高非规则LDPC码译码的收敛速度,提出了一种具有快速收敛速度的LDPC码构造算法。该算法在原有非规则LDPC码的基础上,通过对校验矩阵进行列重排,来提升信息比特译码的可靠性,以此降低迭代次数,提高收敛速度。仿真实验表明,采用该算法设计的LDPC码,在采用基于变量节点的分层置信度传播（VL-BP）译码算法下,平均迭代次数有明显的降低。另外,对于置信度传播（BP）译码算法和VL-BP译码算法来说,设计的LDPC码具有更优的误码性能。     

基于两代树的低密度校验码校验矩阵构造方法

针对传统的低密度校验(LDPC)码稀疏矩阵构造算法不易实现或可能得到的结果不满足条件的缺陷,给出了一种新颖的基于两代树结构的低密度校验矩阵的构造搜索算法。该算法采用人们熟悉的树型数据结构,可以较为合理地表示稀疏校验矩阵中行与列中非零元素的跳转关系。结果表明,结合蚁群算法在路径搜索方面的优势,采用这种基于两代树的搜索算法,具有算法简单、容易实现的优点。更进一步,如果考虑到非规则码的构造中外信息的引入,可以很容易地将该算法应用在非规则码的构造中。     

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.     

基于CRT的（3，L）-QC-LDPC码构造

对于任意行重L,利用完全确定的方式构造出一类围长为8的（3,L）-LDPC码作为分量码1,构造可快速编码的LDPC码作为分量码2,利用分量码1和分量码2,并结合中国剩余定理（CRT）构造出一类围长至少为8的合成QC-LDPC码。该方法构造出来的码字同时具备以上两种特性。仿真结果表明,所构造的码字性能与基于IRCMS算法构造的QC-LDPC码相比,有略微提升,且具有快速编码特性,编码复杂度更低;与具有双对角结构的阵列码相比,性能有了明显提升。在误码率达到10－4时,码字性能大约提高了0.3 dB;与PEG-CRT-LDPC码相比,所构造的码字在低编码复杂度的基础上性能有所提升。     

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.     

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。     

基于LTE-Advanced标准的LDPC码编码器设计与实现

针对LTE-Advanced标准,在分析其低密度奇偶校验(LDPC)码校验矩阵构造基础上,设计了一种低成本高吞吐率的准循环LDPC码编码器结构。通过分析校验矩阵的子矩阵结构,将整个校验矩阵划分为全零子矩阵及循环移位单位子矩阵的块状结构,进行串行编码。实验结果表明,与同类方法相比,设计的编码器编码时间约为同类最理想时间的32%,资源消耗约为同类最理想情况的33%,在编码时间和资源消耗上达到平衡,满足LTE-Advanced标准低成本高传输的要求。此外,改变校验矩阵存储单元的参数,可实现不同码长码率的LDPC码编码。     

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。     

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...     

Low complexity construction for quasi-cyclic low-density parity-check codes by Progressive-Block Growth

In this paper, a novel method for constructing quasi-cyclic LDPC codes with low complexity is proposed. By choosing each circulant permutation matrix sequentially, the proposed method ensures that the current circulant permutation matrix forms no cycles of length smaller than g with the existent circulant permutation matrices. The construction complexity of the proposed algorithm is much lower than that of the random construction. Simulation results show that the proposed QC-LDPC codes can outperf...