几种LDPC码的性能比较

重点比较基于MacKay方法构造的随机LDPC码、具有准循环特点的LDPC码,以及π-旋转LDPC码的性能。通过计算机仿真比较可看出,这几种码在构造中都未考虑优化情况下,其性能差异不大。但是从编译码复杂度角度来看,π-旋转LDPC码和准循环LDPC码可以分别利用其奇偶校验矩阵中的双对角结构和移位循环结构来简化编译码,因而这两种较随机构造的码更易于硬件实现,更具有实际应用价值。     

一种高性能低复杂度的非规则LDPC码的构造方法

该文提出了一种基于置换矩阵(permutation matrix)的非规则低密度奇偶校验(LDPC)码构造方法。首先,提出了基于改进eIRA(IeIRA)算法的全局矩阵M;接着,通过对全局矩阵H进行矩阵置换,生成LDPC码的校验矩阵H;研究了校验矩H中短圈(short cycle)长度与置换矩阵循环移位系数的关系,通过选择循环移位系数,以达到改善误比特率性能的目的。仿真结果表明,该文提出的构造方法在保证线性编码复杂度的前提下,增大了码字的最小距离,减少了小停止集合(stopping set)的数量,降低了误比特率的差错平台(error floor)(达到10-9)。     

一种半随机半代数的非正则LDPC码构造方法

LDPC码由于其卓越的纠错性能引起了学术界的广泛重视，当前LDPC所面临的一个主要问题是其编码复杂性的问题。本文给出了一种半代数半随机的非正则LDPC码构造方法，由该方法所构造的校验矩阵具有近似下三角特性，从而可以大大降低LDPC的编译码复杂性，同时具有与完全随机LDPC码相匹配的性能。     

基于 Q -矩阵的LDPC码编码器设计

本文给出 Q 矩阵的定义,在此基础上提出由 Q 矩阵构造的LDPC码新码族;研究 Q 矩阵的性质,根据 Q 矩阵的性质和变化形式,提出一种构造稀疏奇偶校验矩阵 H 的算法,同时给出一种基于 Q 矩阵的LDPC码编码器设计算法.模拟仿真表明,采用和积迭代解码算法,在0.5码率,6144码长,10^-5以下误码率时, Q 矩阵LDPC码目前的最好性能达到离香农限1.5dB.本文还研究了快速搜索 Q 矩阵的算法.如果对 Q 矩阵采用离线搜索,在线存储 Q 矢量的方式,可使构造 H 矩阵的计算复杂度为零,编码器算法复杂度与编码长度N成线性关系. Q 矩阵LDPC码不同于现有其它结构LDPC码的独特之处在于,对码长和码率参数的设计具有高度灵活性,使其能与现有标准兼容.     

在BIAWGN信道下规则LDPC码的设计与仿真分析

LDPC码是一种逼近香农限 ,实现容易 ,系统复杂度低的优秀的线性纠错码。奇偶校验矩阵 H是决定一个 LDPC码性能的关键。本文针对规则 LDPC码 ,提出了两种随机构造 H的方式 :行列都均匀的 evenboth和仅列均匀的 evencol。通过仿真分析发现 ,由 evenboth方式生成的规则 LDPC码性能更好。本文还对规则 LDPC码与卷积码的性能进行了对比 ,证明了规则 LDPC码在中短帧传输下的优异性能。这对 LDPC码投入实际应用具有重要的意义     

π-旋转LDPC码编码器设计方案的改进

文中介绍了基于π-旋转矩阵的LDPC码构造方法,按照有利于LDPC码的构成及其电路设计的方式将奇偶校验矩阵分H解成两个子矩阵,通过对H的分解运算直接构成码字。文章对π-旋转矩阵的形成进行了研究,并提出了改进方案:在对π-旋转矩阵的约束条件进行加强的基础上,提出了一种快速搜索π-旋转矩阵的算法。     

光正交码在LDPC码中的应用性能分析

主要分析LDPC（低密度奇偶校验）码日矩阵不同构造的译码性能,通过在4／5码率、990码长、AWGN（加性高斯白噪声）信道、BP（置信传播）译码算法条件下,先采取随机构造的方式进行仿真分析,然后将光正交码的概念引入H矩阵的设计,并进行相应的改进,通过计算机仿真,发现通过光正交码改进H矩阵构造设计的LDPC码不仅性能优于随机构造的LDPC码,而且还具有循环结构。     

比特级码率兼容多元LDPC码打孔算法

多元低密度奇偶校验(Non-binary Low-density Parity-check,NB-LDPC)码在中短码情况下性能优于传统二元LDPC码,更接近香农限。针对多元LDPC码码率兼容(Rate-compatible)的问题,提出了一种基于比特级的新型多元打孔算法。首先采用二进制镜像矩阵概念对多元校验矩阵进行映射处理,再根据变量节点的度分布选择合适的打孔节点,从而实现比特级多元LDPC码码率兼容的打孔方案。仿真结果证明与基于符号级的多元打孔算法相比,所提方案的误码率性能在各个码率分别有0.2~0.4 d B的增益。     

一种快速编码的半随机LDPC码构造研究

低密度奇偶校验码(LDPC码)具有逼近Shannon限的优异纠错性能,在信道编码领域的应用越来越广泛,但是LDPC码的编码复杂性一直是制约其普遍应用的突出问题。奇偶校验矩阵的结构则直接决定着LDPC码的编码复杂度和译码性能。提出一种准双对角线结构的半随机LDPC码奇偶校验矩阵的构造方法,它具有IEEE 802.16e标准LDPC码的优异纠错性能和低编码复杂度,同时在码率、码长、基础校验矩阵和扩展因子等设计方面更具灵活性,能更好地适应工程实践的需要。采用这种构造方法,以(16 384,8 192)LDPC码为例进行快速迭代编码,能够获得优异的译码性能,可以用于实现高速率低复杂度的LDPC译码器设计。     

一种Idpc码的构造及其编码器的FPGA实现

本文研究了一种构造奇偶校验矩阵H的新方法,通过这种方法构造的H不含有短长度的圈。本文同时提出了一种相对高效的LDPC码的编码方法,这种基于循环移位矩阵的准循环LDPC码的设计方法既有较好的性能又有实际应用中可接受的编码复杂度。整个设计使用Verilog语言描述,并在Altera公司的Stratix器件上实现验证。     

Quasi-cyclic LDPC codes using overlapping matrices and their layered decoders

Quasi-cyclic (QC) low-density parity-check (LDPC) codes have the parity-check matrices consisting of circulant matrices. Since QC LDPC codes whose parity-check matrices consist of only circulant permutation matrices are difficult to support layered decoding and, at the same time, have a good degree distribution with respect to error correcting performance, adopting multi-weight circulant matrices to parity-check matrices is useful but it has not been much researched. In this paper, we propose a new code structure for QC LDPC codes with multi-weight circulant matrices by introducing overlapping matrices. This structure enables a system to operate on dual mode in an efficient manner, that is, a standard QC LDPC code is used when the channel is relatively good and an enhanced QC LDPC code adopting an overlapping matrix is used otherwise. We also propose a new dual mode parallel decoder which supports the layered decoding both for the standard QC LDPC codes and the enhanced QC LDPC codes. Simulation results show that QC LDPC codes with the proposed structure have considerably improved error correcting performance and decoding throughput.     

基于稀疏二进制序列的低密度奇偶校验码

通过对低密度奇偶校验(LDPC)码构造的研究,提出了一种利用稀疏二进制序列构造规则LDPC码的新颖而简单的方法。在构造中,还提出了奇偶校验矩阵里元素‘1’的分布矩阵的概念。为了确保码Tanner图的最小圈长为8,利用了序列的周期自相关函数和周期互相关函数。通过仿真表明构造的新码在和积算法下进行迭代解码性能优异。由于产生的LDPC码本身固有的准循环结构,还能得到较低的编码复杂度。     

误码条件下LDPC码参数的盲估计

针对非合作信号处理中LDPC码（Low-Density Parity-Check）的盲识别问题,提出了一种容错能力较强的开集识别算法.该算法通过对码字矩阵进行高斯约旦消元找到汉明重量较小的"相关列",并根据"相关列"中所包含的约束关系求得LDPC码的校验向量,然后剔除"相关列"中为"1"位置对应的错误码字.若根据高斯约旦消元求校验向量和剔除错误码字进行迭代无法得到更多校验向量,则对得到的这些校验向量进行稀疏化,再进行译码纠错.最后,综合利用校验向量的求解,错误码字的剔除,校验向量稀疏化,LDPC码译码进行迭代,实现LDPC码校验矩阵的有效重建.仿真结果表明,对于IEEE 802.16e标准中的（576,288）LDPC码,在误比特率为0.0022时,本文算法仍可以达到较好的识别效果.     

准循环LDPC码的部分并行译码算法

IEEE802.16e标准定义的准循环低密度奇偶校验(LDPC)码是一种线性分组码。针对LDPC码校验矩阵的稀疏准循环特性,对基于部分并行结构的归一化最小和(NMS)译码算法进行了研究,给出了译码信息量化和信息交换的方法。通过数值仿真验证了译码算法在高斯信道中的译码性能,并利用现场可编程门阵列(FPGA)对该译码算法进行了实现。     

LDPC码的最小汉明距离估算

低密度奇偶校验码(LDPC)是一种优秀的线性分组奇偶校验码。在简要阐述LDPC码原理上,给出了一种叫“最小码字搜索法”的算法来估算LDPC码的最小汉明距离。并用相应的实例给予验证,显示了该方法的正确性与实用性,对分析与优化LDPC码设计具有重要参考价值。     

混沌理论在现代信道编码技术中的应用

混沌现象是一种在自然界和人类社会中存在的普遍现象.混沌运动的基本特征是运动轨道的不稳定性,表现为对初始条件的敏感依赖性,又称为蝴蝶效应.如何将混沌研究成果应用于其它领域已成为非线性科学发展的重要课题,本文探索了如何将混沌理论应用到信道编码研究中.由于交织器和校验矩阵分别对Turbo码和LDPC码的性能起着至关重要的作用,本文致力于交织器和校验矩阵的研究和设计.根据Henon混沌模型的内在随机性分别对Turbo码中的交织器和LDPC码中的校验矩阵提出了新的设计方法.仿真结果表明:与现有方法相比,基于混沌理论构造的交织器和校验矩阵可分别使Turbo码和LDPC码获得更高的增益,因而混沌方法可用于构造出好的Turbo码和LDPC码.     

一种兼容Turbo码的LDPC解码器

提出了一种兼容Turbo码的低密度校验码(LDPC)解码器,它可以将Turbo码完全转化为LDPC码来进行解码,由于采用了校验分裂方法来处理由Turbo码转化而来的LDPC码中所存在的短环,从而使其解码性能优于联合校验置信度传递(JCBP)算法0.8 dB,仅仅比Turbo码专用的BCJR算法损失约为1dB.本文提出的通用解码器,为多系统兼容通信设备的应用提供了一种新的、灵活方便的实现途径.     

Quasi-cyclic LDPC codes with high-rate and low error floor based on Euclidean geometries

An improved Euclidean geometry approach to design quasi-cyclic (QC) Low-density parity-check (LDPC) codes with high-rate and low error floor is presented.The constructed QC-LDPC codes with high-rate ha...     

基于矩阵分块的LDPC码快速编码结构研究

低密度奇偶校验(LDPC)码由于具有接近香农限的性能和高速并行的译码结构而成为研究热点。然而,当码长很长时,编译码器的硬件实现变得很困难。文章从编译码实际实现的角度出发,提出一种基于分块的LDPC码下三角形校验矩阵结构,降低了编译码复杂度,不仅可以实现线性时间编码,同时还可以实现部分并行译码。仿真结果表明,具有这种结构的LDPC码和随机构造的LDPC码相比具有同样好的纠错性能。