不规则LDPC码在MIMO—OFDM系统中的性能研究

MIMO-OFDM技术是未来无线通信的关键技术之一.在性能上,不规则LDPC码是LDPC码中性能最优越的.基于IEEE802.16标准的MIMO-OFDM系统,研究了不规则LDPC码的性能,并与规则LDPC码性能比较.仿真结果表明,不规则码比规则码在MIMO-OFDM系统中有明显的优势.     

不规则LDPC码构造方法研究及其改进

通过对码的度数分布进行设计,非规则LDCP码能获得比规则LDPC码更好的性能,但非规则LDPC码在高SNR区会出现错误平层.在本文中,利用ACE算法,对非规则LDPC码的构造方法PEG算法进行改进,以降低非规则LDPC码的错误平层.最后Matlab模拟证明此算法有效提高了非规则LDPC码在加性高斯白噪声通道中的纠错性能.     

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     

中长帧非规则LDPC码译码器的FPGA实现

LDPC(低密度奇偶校验码)是一种优秀的线性分组码,是目前距香农限最近的一类纠错编码。与Turbo码相比,LDPC码能得到更高的译码速度和更好的误码率性能,从而被认为是下一代通信系统和磁盘存储系统中备选的纠错编码。简要介绍了适于硬件实现的LDPC码译码算法,并基于软判决译码规则,使用Verilog硬件描述语言,在X ilinx V irtex2 6000 FPGA上实现了码率为1/2、帧长504bit的非规则LDPC码译码器。     

串行级联LDPC码及其传输性能分析

提出了一种简化的LDPC译码算法,以减小译码算法的复杂度.以非规则LDPC码作为内码,串联一个高码率规则LDPC码作为外码,可降低或消除错误平层.将此串行级联LDPC码在M-QAM调制信道上进行了仿真分析,结果表明其性能优于RS码,可有效利用带宽,同时保证数据可靠传输.     

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.     

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。     

基于并行级联LDPC码的递增冗余HARQ方案及性能分析

并行级联LDPC码是由多个码率不同的子码,经并行级联后得到的码率可变的LDPC码.本文提出了基于并行级联:LDPC码的递增冗余HARQ方案,给出了这种方案的吞吐量性能封闭解.在AWGN信道和Rayleigh衰落信道下,通过仿真将新方案的性能和随机LDPC码的性能进行了比较.结果显示,并行级联LDPC码的递增冗余HARQ方案性能接近随机LDPC码,但编、译码更简单,参数选择范围更广.     

规则LDPC码在瑞利平坦衰落信道下的设计和仿真

针对规则LDPC码,采用了行列都均匀的(evenboth)随机构造H的方式,在瑞利平坦衰落信道下和卷积码的性能进行了对比,证明了规则LDPC码在中短帧传输下在瑞利平坦衰落信道的优异性能。这对LDPC码应用于实际无线通信系统具有重要参考价值。     

基于欧氏几何的量子CSS码的构造

利用有限几何中的点和线,构造出低密度奇偶校验（LDPC）码的校验矩阵。根据这种LDPC码的特点,通过对校验矩阵的行或列变换得到其对偶码,从而获得基于CSS码的量子LDPC码。以量子码（15,4）为例,验证了这种量子LDPC码构造算法的可行性。在仅考虑比特翻转信道下对该量子码进行性能分析,结果表明用这种方法易于得到其对偶码,并且得到的量子码比经典码有更好的性能。     

具有不等错误保护特性的LDPC 编码调制方案

针对LDPC（low-density parity-check）编码调制系统，提出了一种新的具有不等错误保护特性的调制方案，在一个码字内，利用不同的调制方式对于重要的比特给予较强的保护，对于次要的比特给予较弱的保护，该方案既适用于非规则LDPC码，也适用于规则LDPC码。计算机仿真结果表明，新方案的性能是传统16QAM及4QAM的折衷，当采用1／2码率时，其频带利用率与8PSK相同，但是误码率性能优于8PSK。新方案的性能优于现有文献中基于比特可靠性的调制映射方案，并采用EXIT（extrinsic information transfer）图对新方案的优异性能给出了解释。     

HIGH-PERFORMANCE SIMPLE-ENCODING GENERATOR-BASED SYSTEMATIC IRREGULAR LDPC CODES AND RESULTED PRODUCT CODES

Low-Density Parity-Check (LDPC) code is one of the most exciting topics among the coding theory community.It is of great importance in both theory and practical communications over noisy channels.The most advantage of LDPC codes is their relatively lower decoding complexity compared with turbo codes,while the disadvantage is its higher encoding complexity.In this paper,a new ap- proach is first proposed to construct high performance irregular systematic LDPC codes based on sparse generator matrix,which can significantly reduce the encoding complexity under the same de- coding complexity as that of regular or irregular LDPC codes defined by traditional sparse parity-check matrix.Then,the proposed generator-based systematic irregular LDPC codes are adopted as con- stituent block codes in rows and columns to design a new kind of product codes family,which also can be interpreted as irregular LDPC codes characterized by graph and thus decoded iteratively.Finally, the performance of the generator-based LDPC codes and the resultant product codes is investigated over an Additive White Gaussian Noise (AWGN) and also compared with the conventional LDPC codes under the same conditions of decoding complexity and channel noise.     

Rice信道下LDPC码密度进化的研究

应用低密度奇偶校验(LDPC)码译码消息的密度进化可以得到码集的噪声门限,依此评价不同译码算法的性能,并可以用来优化非正则LDPC码的次数分布对。该文首先以Rice信道下正则LDPC码为例,讨论了不同量化阶数及步长时BP,BP-based 和offset BP-based 3种译码算法的DDE(Discrete Density Evolution)分析,接着在offset BP-based译码算法的DDE分析基础上,采用差分进化方法对Rice信道下非正则LDPC码的次数分布对进行了优化,得出了相应的噪声门限。最后,给出了Rice信道下码率为1/2的优化非正则LDPC码的概率聚集函数(PMF)进化曲线。     

低差错平底特性的非规则LDPC码的设计

介绍了非规则LDPC码的发展并给出了其优势及缺点，重点论述用ACE算法来构造非规则LDPC码从而降低其差错平底特性。对降低非规则LDPC码的差错平底特性的其它方法提出了展望。     

Novel modified min-sum decoding algorithm for low-density parity-check codes

The problem of improving the performance of min-sum decoding of low-density parity-check(LDPC)codes is considered in this paper.Based on rain-sum algorithm,a novel modified min-sum decoding algorithm for LDPC codes is proposed.The proposed algorithm modifies the variable node message in the iteration process by averaging the new message and previous message if their signs are different.Compared with the standard min-sum algorithm,the modification is achieved with only a small increase in complexity,but significantly improves decoding performance for both regular and irregular LDPC codes.Simulation results show that the performance of our modified decoding algorithm is very close to that of the standard sum-produet algorithm for moderate length LDPC codes.     

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.     

LDPC码的改进及其应用的研究

在介绍LDPC(Low Density Parity Code)低密度校验码的基本原理的基础上，针对任意离散无记忆信道的传输，从两个方面对其结构进行了改进。这种改进的LDPC码是定义在有限域GF(q)上的非正则LDPC码，较之正则LDPC码具有更好的性能。采用改进的非正则LDPC码，经过最大似然概率译码，能够实现以任意逼近任何离散无记忆信道容量的速率的可靠通信。同时，讨论了对应于这种码结构的实际的迭代译码方法，并简单介绍了这种改进的非正则LDPC码在OFDM系统、压缩图像传输等方面的应用。     

消除小环的规则LDPC代数构造方法研究

文中介绍了低密度奇偶校验码的基本构造方法，并提出来一种具有较大围长的规则LDPC码的代数构造方法，通过计算机仿真性能，获得了较理想的结果。     

非规则LDPC码在RICE信道中的性能分析

本文对非规则LDPC码在RICE信道的性能进行了分析和仿真,修正了BP译码算法,证明了RICE信道满足对称性,给出了RICE信道译码稳定性条件,推导出了RICE信道的Shannon容量限,采用VC编程对码长N=49512和3072进行了仿真,同时与同码长的Turbo码进行了比较;仿真结果表明LDPC码在码长N＝49512、码率R＝1/3时,与Shannon限相差1dB以内、在低信噪比时其性能优于Turbo码,以及LDPC码本身有很好的交织特性和抗衰落的能力;这进一步表明了LDPC码在包括RICE信道在内的各种信道中的性能都是非常优良的.     

Design of low-density parity check codes for MIMO systems with doubly-iterative receivers

In this paper, the Multiple Input Multiple Output (MIMO) doubly-iterative receiver which consists of the Probabilistic Data Association detector (PDA) and Low-Density Parity-Check Code (LDPC) decoder is developed. The receiver performs two iterative decoding loops. In the outer loop, the soft information is exchanged between the PDA detector and the LDPC decoder. In the inner loop, it is exchanged between variable node and check node decoders inside the LDPC decoder. On the light of the Extrinsic Information Transfer (EXIT) chart technique, an LDPC code degree profile optimization algorithm is developed for the doubly-iterative receiver. Simulation results show the doubly-receiver with optimized irregular LDPC code can have a better performance than the one with the regular one.