前向纠错技术在100Gb/s系统中的研究

通过对软判决、低密度奇偶校验码(LDPC)编码进行了研究,构造了更高编码增益的LDPC与里德-索罗门码(RS)级联码.仿真结果表明,RS和软判决LDPC级联的编码方式,能够在RS(255,239)的基础之上提高4.5dB的编码增益.     

利用双重扩展RS码及循环MDS码构造实用化的LDPC码

提出了利用双重扩展RS码和循环MDS码来构造无4-环准循环LDPC码的两类实用方法.第一类构造法利用双重扩展RS码中的所有非零码字来构造校验矩阵,因此在LDPC码的参数选择上比基于单扩展RS码的构造法更加灵活;推导出与双重扩展RS码构造法完全等效的直接构造法,利用RS码的生成多项式可以直接生成LDPC码的校验矩阵,从而避免了RS码字双重扩展、码字分类等预处理步骤.第二类构造法直接根据循环MDS码的生成多项式构造了一类无4-环的准循环LDPC码.仿真结果表明,基于双重扩展RS码和循环MDS码的准循环LDPC码在AWGN信道下均可取得很好的误比特性能.     

低密度奇偶校验码构造及编译码研究进展

低密度奇偶校验(LDPC)码具有接近Shannon限的良好性能,能有效提高数据传输的可靠性.为提高LDPC码的性能,对码字的研究多集中于构造、编码和译码这几方面的基础研究.首先简要给出了LDPC码的基本描述,然后对二进制和多进制LDPC码的关键技术进行了系统归纳和全新分类,分别从构造、编码和译码3个方面进行了详细探讨,重点对最新的研究成果进行了全面分析和总结,对LDPC码今后的研究具有指导意义.     

RS码与LDPC码的联合迭代译码

针对RS码与LDPC码的串行级联结构,提出了一种基于自适应置信传播(ABP)的联合迭代译码方法.译码时,LDPC码置信传播译码器输出的软信息作为RS码ABP译码器的输入;经过一定迭代译码后,RS码译码器输出的软信息又作为LDPC译码器的输入.软输入软输出的RS译码器与LDPC译码器之间经过多次信息传递,译码性能有很大提高.码长中等的LDPC码采用这种级联方案,可以有效克服短环的影响,消除错误平层.仿真结果显示:AWGN信道下这种基于ABP的RS码与LDPC码的联合迭代译码方案可以获得约0.8 dB的增益.     

多进制（Q-ary）LDPC码的编译码原理

多进制(Q-ary)LDPC码是将二进制LDPC码一般化到有限域GF(q),其校验矩阵元素不再是(0,1),而是集合(0,1,…,q-1),其译码仍然采用高效的信度传递迭代译码算法.本文主要阐述了多进制LDPC码的编译码原理,并介绍了一种可简化译码的傅立叶变换译码算法.通过将多进制LDPC码的性能与二进制LDPC码和RS码的性能进行比较,可以看出多进制LDPC码在磁存储系统、下一代ADSL系统以及深空通信方面将是取代RS码的强有力的候选,有极其重要的应用价值.     

瑞利衰落信道下基于LDPC码USTM的MIMO系统

研究了一种联合低密度校验(LDPC,Low-Density Parity-Check)码和酉空时调制(USTM,Unitary Space-Time Modulation)技术在不相关瑞利平坦衰落(Rayleigh flat fading)下的多输入多输出信道(MIMO,Multiple-Input Multiple-Output)系统的性能.在无信道状态信息下,采用可并行操作的和积译码算法(SPA,Sum-Product Algorithm)的LDPCC-USTM级联系统具有优异的性能,并分析了不同LDPC码集下对系统性能的影响.仿真结果表明LDPCC-USTM级联系统比与未级联的相比有近23dB的编码增益,与基于Turbo码的USTM[6]系统相比有5dB多的编码增益,且基于非规则的LDPC码的级联系统比基于规则码有近1dB的编码增益.     

一种基于MDS-卷积码的LDPC码构造方法

近年来,结构化低密度奇偶校验(LDPC)码的构造方法受到了广泛地关注.本文提出了一种利用最大距离分割(MDS)编码构造结构化LDPC码的思路.该思路将基于两个信息符号的RS码构造LDPC码的方法扩展至适用于所有的MDS码.本文以具有MDS特性的卷积码为例详细描述该构造方法的细节,并构造了码长从255比特到4095比特的高码率LDPC码.由于卷积码的MDS定义不同于线性分组码,因此本文给出了一种对卷积码截短的方法及其必要的证明.仿真结果表明,本文构造MDS-Conv-LDPC码的性能优于随机构造的LDPC码.     

突发信道下多进制LDPC码的性能研究

给出一种新的Q LDPC码(多进制LDPC码)译码简化算法,比较了在突发噪声信道以及衰落信道下,高码率(码率不低于8/9),短帧(帧长小于5 000 b)情况下Q LDPC码与RS码的纠错性能,并分析了其译码复杂度。仿真结果表明,改进后的Q LDPC码具有很好的抗突发和抗衰落性能,在突发噪声长度高达144 b的情况下,在误帧率为10-4的水平下,Q LDPC码的编码增益超出RS码2.7 dB,而在瑞利衰落信道下,则要比RS码多出9 dB的编码增益。这对于Q LDPC码应用具有重要的实际意义。     

一种改进的编码方法

在简单比较LDPC(low density parity check,低密度奇偶校验码)和Turbo码各自性能特点的基础上,对二者进行优化组合,使其达到更为满意的效果.在高信噪比SNR(signal to noise ratio)下LDPC码有着良好的性能,而turbo码在低信噪比下的性能表现又远比LDPC码要优异,所以,将LDPC码和Tutbo码级联在一起,那么该种编码在高信噪比和低信噪比下都会有良好的性能表现.     

基于LDPC码的编码调制系统的性能分析

以接近香农限性能的LDPC码作为分量码,研究了将编码和调制相结合的多层编码(MLC)——多级译码(MSD)编码调制技术。选用不同码长的LDPC码为各级分量码,以8PSK为调制方式,通过计算机仿真,比较了不同的集分割方案在AWGN信道中的性能。     

The Effect of Block Interleaving in an LDPC‐Turbo Concatenated Code

The effect of block interleaving in a low density parity check (LDPC)‐turbo concatenated code is investigated in this letter. Soft decoding can be used in an LDPC code unlike the conventional Reed‐Solomon (RS) code. Thus, an LDPC‐turbo concatenated code can show better performance than the conventional RS‐turbo concatenated code. Furthermore, the performance of an LDPC‐turbo code can be improved by using a block interleaver between the LDPC and turbo code. The average number of iterations in LDPC decoding can also be reduced by a block interleaver.     

Improved forward error correction technology of RS-LDPC cascade code in optical transport network

With the continuous development of optical communication and the increase in data transmission volume, optical transport network (OTN) has become the focus of research in next-generation transmission networks. In the process of data transmission, errors caused by noise often occur, resulting in an increase in the bit error rate (BER) and a decrease in the performance of the optical communication system. Therefore, we use forward error correction (FEC) technology in OTN for error control to improve the transmission efficiency of signals in OTN and reduce the BER. Standard FEC technology uses RS(255,239) code. On this basis, since the performance of low density parity check (LDPC) code is close to the Shannon limit, we propose a method of cascading RS code and LDPC code. Applying this improved FEC technology to OTN, the simulation results show that the improved FEC technology has a reduced BER compared with the standard FEC technology. When the BER is at the 10-3 level, the performance is improved by about 1.7 dB.     

地面数字电视广播传输标准中FEC码的分析

概述了地面数字电视广播传输标准中FEC码的基本原理和实现方法,介绍了LDPC码的解码算法和仿真结果,并对符合地面数字电视传输标准的3种不同码率的FEC编码进行分析,给出了仿真结果.     

BER performance due to irregularity of row-weight distribution of the parity-check matrix in irregular LDPC codes for 10-gb/s optical signals

Forward-error correction (FEC) coding is theoretically investigated to improve bit-error-rate (BER) performance in a 10-Gb/s optical transmission system using randomly irregular low-density parity-check (LDPC) codes, regular LDPC codes, and the Reed-Solomon (RS) (255,239) code as a comparison. The irregular LDPC codes has different row-weight variances of a parity-check matrix from 10.9 to 18.8 and a row-weight mean of 60. Simulation is carried out under various conditions including the impairment factors such as dispersion, polarization-mode dispersion (PMD), and fiber nonlinearities. Results suggest that the irregular LDPC code with a low row-weight variance (=10.9) generally has better performance for the most impairment factors except for the factor of dispersion. On the other hand, for the factor of dispersion the irregular LDPC code performs better with a high row-weight variance (=18.8). A specific LDPC code can overcome the impairment limits in a deployed link.     

数字视频广播卫星传送标准中的RS码

在数字卫星电视信号传送中的ＦＥＣ中,常采用ＲＳ码,讨论了ＲＳ码的三个问题;１）伽罗华域ＧＦ（２＾８）;２）ＲＳ的码的编码;３）ＲＳ码的检错和纠错。     

数字电视传输系统中LDPC编码器及实现

数字电视地面广播传输系统标准中的前向纠错编码（FEC）,是由BCH码和LPDC码级联组成,其中BCH为外码,LDPC码为内码。以0.4、0.6、0.8这三种码率为研究对象,主要研究LDPC编码器的设计及其FPGA实现,标准中的LDPC码是一种准循环LDPC码。LDPC码的生产矩阵是通过子矩阵的循环移位得到的,为了便于存储把循环移位得到的矩阵存储到ROM中。然后通过Virtex-4芯片,利用ISE仿真平台进行了测试、综合、仿真并得到综合报告,通过与计算机仿真结果进行比较,验证其设计正确性。     

纠错编码对OCDMA系统性能的影响

提出了基于RS码(Reed-Solomon Code)的光码分多址(OCDMA)系统的前向纠错编码方案,仿真分析了该方案对一维、二维OCDMA系统的纠错能力.研究结果表明:对于相同码长、相同码重光地址码的OCDMA系统,采用前向纠错(FEC)技术能够有效降低系统误码率,提高系统客量,改善系统性能.对于来自同一码族的OCDMA系统,随码重增加,系统性能改善越好.

Abstract：

A novel forward error-correct (FEC) scheme based on Reed-Solomon code (RS code) is proposed for optical code division multiple access (OCDMA) systems.The error-correcting ability of the presented FEC scheme for one-dimension and two-dimension OCDMA systems are simulated and analyzed.Researched results show that the bit error rate (BER) of OCDMA system using FEC technology is better than that withoutwit using FEC technology at the condition of same code length and code weight.And the capacity is also largely enhanced due to the application of FEC technology.Moreover,for the address code of OCDMA system coming from the same code family,the BER is improved with the increase of the code weight.     

适合光纤通信的一种准循环LDPC编码器的实现

针对光纤通信系统中对传输速率和误码率要求的不断提高,研究了一种具有特殊结构的、适合光纤通信中高速率实现的低密度奇偶校验码(LDPC)。仿真结果表明,该LDPC码与RS(255,239)编码方式相比,可以获得约2dB的编码增益。同时,针对该LDPC码的准循环结构,该编码器结构可以有效地降低编码复杂度,并在编码实现方面采用流水线并行结构保证编码的实时性。该编码器结构已在现场可编程门阵列(FPGA)上得到了验证。实验结果表明,采用Stratix GX片内集成的高速发送端口,在单片FPGA上完成了整个编码系统的设计,该编码系统可以2.4Gbps的编码速率稳定工作。     

光通信系统中基于LDPC码的SFEC码型研究

基于光通信系统中低密度奇偶校验(LDPC)码型的构造原则和构造方法,构造了适用于光通信系统中冗余度为6.69%的新颖LDPC(3969,3720)和冗余度为4.56%的新颖LDPC(8281,7920)码。仿真分析表明:在10-12的误码率(BER)时,这两种新颖码型在迭代18次后的净编码增益(NCG)分别比ITU-TG.975中RS(255,236)码的NCG大1.63dB和1.49dB,并且LDPC码的译码可在硬件上并行实现;这两种新颖码型的译码速度相当快,与ITU-TG.975.1中级联码型相比,这两种LDPC码的实现复杂度要低得多,可在将来的硬件实现中节省存储空间和减少计算量。因而,所构造的这两种新颖LDPC码型都可作为超验前向纠错(SFEC)码的候选码型。