一种新颖的低错误平层LDPC码构造方法

针对低密度奇偶校验(LDPC)码在高信噪比区域可能存在错误平层的缺点,提出了一种低错误平层LDPC码的新构造方法。该方法的基本矩阵由渐进边增长(PEG)算法与近似环额外信息度(ACE)算法相结合,目的是提升基本矩阵中环的连通性;然后将基于分割移位(PS)的循环移位系数矩阵对基本矩阵循环扩展,以此构造出校验矩阵。该方法除了能够改善高信噪比区域的错误平层,还具有码长、码率的任意可设性特点。仿真结果表明,PAP-LDPC(3 600,2 700)码在信噪比为4 dB以后并未出现明显的错误平层。     

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。     

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...     

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。     

基于PEG算法的准循环LDPC码构造研究

为了兼顾LDPC码较高的纠错性能和较简单的硬件实现,提出了一种基于PEG算法的准循环LDPC码校验矩阵的构造方法,该方法首先利用PEG算法构造基矩阵,然后利用提出的移位参数公式来构造循环移位矩阵,再用循环移位矩阵和全零矩阵对基矩阵进行优化扩展,形成的校验矩阵最短环长至少为8环。该方法具有与PEG算法非常接近的纠错性能,尤其是当信噪比高于1.2 dB时要优于PEG直接构造法,而硬件实现比PEG算法简单,且参数选择灵活方便。     

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。      

基于EETS与GC的非规则QC-LDPC码低错误平层构造方法

针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码在高信噪比区域可能出现的错误平层现象,提出了一种基于消除基本陷阱集(Eliminating Elementary Trapping Sets,EETS)和围长约束(Girth Constraints,GC)的非规则QC-LDPC码构造方法。该方法通过巧妙选取度分布,利用基本陷阱集搜索和围长约束改进渐进边增长(Progressive Edge Growth,PEG)算法构造基矩阵,然后通过等差(Arithmetic Progression,AP)序列扩展得到所需的校验矩阵。该方法仅需对简单环形式的ETS进行搜索和消除,就能确保构造的基矩阵中不存在设置范围内的绝大多数ETS,从而降低错误平层现象,且该方法计算复杂度相对较低,可灵活设计码长码率。仿真结果表明,由所提出构造方法构造的非规则QC-LDPC码比其他五种QC-LDPC码的纠错性能更为优越,且没有明显的错误平层现象。     

基于PEG算法的准循环扩展LDPC码构造

推导证明了准循环结构的LDPC码(low-density parity-check code)一致校验矩阵与其对应Tanner图环结构之间的一些重要关系.在此基础上提出了一种基于PEG(progress edge growth)算法的准循环扩展LDPC码构造算法,利用PEG算法产生基矩阵,再对基矩阵进行准循环扩展.该扩展算法可以在不改变基矩阵度分布比例情况下,有效消除基矩阵中的短环.仿真结果表明,在码长相同、码率和度分布近似情况下,新算法得到的码在经典BP和MS译码算法下性能不亚于PEG等方法构造的码.通过对比分析认为,在给定度分布的情况下,优化设计的环结构可明显改善译码性能,此算法利用准循环码环结构交叠较少特点,较好地实现了编码复杂度和译码性能之间的统一.     

一种有效的QC-LDPC码设计方法

介绍了QC-LDPC码的基本结构.基于PEG算法和B-LDPC结构提出了一种有效的QC-LDPC码设计方法.仿真结果表明,该方法设计的LDPC码性能和随机构造的LDPC码接近,且编码复杂度低,易于硬件实现.     

有限长不规则LDPC码的构造和编码的优化

该文分析了影响有限长低密度校验(LDPC)码性能的主要因素,在此基础上从度分布参数的优选为起点,结合改进的循序边增长(PEG)算法构造出初步的校验矩阵,提出一种实用的编码优化算法对该校验矩阵进一步优化,最终得到错误平底低且编码复杂度准线性的有限长不规则LDPC码。该优化方法可以容易地推广到一般的信道条件下。     

Construction of quasi‐cyclic low‐density parity‐check codes with low encoding complexity

Low encoding complexity is very important for quasi‐cyclic low‐density parity‐check (QC‐LDPC) codes used in wireless communication systems. In this paper, a new scheme is presented to construct QC‐LDPC codes with low encoding complexity. This scheme is called two‐stage particle swarm optimization (TS‐PSO) algorithm, in which both the threshold and girth distribution of QC‐LDPC codes are considered. The proposed scheme is composed of two stages. In the first stage, we construct a binary base matrix of QC‐LDPC code with the best threshold. The matrix is constructed by combining a binary PSO algorithm and the protograph extrinsic information transfer (PEXIT) method. In the second stage, we search an exponent matrix of the QC‐LDPC code with the best girth distribution. This exponent matrix is based on the base matrix obtained in the first stage. Consequently, the parity‐check matrix of the QC‐LDPC code with the best threshold and best girth distribution are constructed. Furthermore, bit error rate performances are compared for the QC‐LDPC codes constructed by proposed scheme, the QC‐LDPC code in 802.16e standard, and the QC‐LDPC code in Tam's study. Simulation results show that the QC‐LDPC codes proposed in this study are superior to both the 802.16e code and the Tam code on the additive white Gaussian noise (AWGN) and Rayleigh channels. Moreover, proposed scheme is easily implemented, and is flexible and effective for constructing QC‐LDPC codes with low encoding complexity. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

LDPC码的不等误差保护性能研究

非规则LDPC(low-density parity-check)码具有不等误差保护性能,但是随机编码过程却使这一特性很难实现.现将PEG(Progressive Edge-Growth)算法与信道编码的UEP(Unequal Error Protection)性能相结合,用于构造具有不等误差保护性能的校验矩阵H.AWGN和Rayleigh信道的仿真结果表明,采用PEG算法构造的具有UEP性能的非规则LDPC码能够有效提高系统性能.     

GB20600标准的LDPC码的改进

尽管LDPC码已经被GB20600标准采纳作为信道编码,与其它LDPC码相比,在同样码长和码率的情况下,GB20600 LDPC码误码率性能并非最佳;GB20600标准的LDPC码的码长达7493,存在编码复杂性问题,但是GB20600 LDPC码未采用基于校验矩阵的快速算法,这给GB20600 LDPC编解码器的硬件实现带来较大的困难。本文在现有GB20600 LDPC码的设计框架下,对GB20600中LDPC码的校验矩阵进行了修改,在此基础上提出一种有效的LDPC码的快速迭代算法,使编解码器的硬件易于实现。改进后的LDPC码的编码算法具有较低的实现复杂度。仿真结果表明,改进后的LDPC码的误包率性能优于现GB20600中LDPC码的误包率性能。      

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)。     

Constructing LDPC codes by error minimization progressive edge growth

A novel approach to constructing Tanner graphs using progressive edge growth (PEG) is introduced. It yields LDPC codes providing minimized block error probability in Binary Erasure Channels (BEC). The constructed codes exhibit superior performance over codes generated by previously known algorithms, both for BEC and AWGN channels. Furthermore, an upper bound on the expected block error probability in the error floor region of the generated codes is derived. This allows analytical prediction of the codes' error floor performance. Finally, the method is generalized for generating simple in implementation LDPC codes based on lifted graphs.     

一种高码率低复杂度准循环LDPC码设计研究

该文设计了一种特殊的高码率准循环低密度校验(QC-LDPC)码,其校验矩阵以单位矩阵的循环移位阵为基本单元,与随机构造的LDPC码相比可节省大量存储单元。利用该码校验矩阵的近似下三角特性,一种高效的递推编码方法被提出,它使得该码编码复杂度与码长成线性关系。另外,该文提出一种分析QC-LDPC码二分图中短长度环分布情况的方法,并且给出了相应的不含长为4环QC-LDPC码的构造方法。计算机仿真结果表明,新码不但编码简单,而且具有高纠错能力、低误码平层。