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.     

高性能准循环低密度奇偶校验码的构造

提出了一种高性能QC-LDPC码的构造模式,通过扩展码长较短的LDPC码得到码长比较长的QC-LDPC码。仿真结果表明,该构造模式具有线性编码复杂度,编码性能和随机构造的LDPC码相当。     

基于差集的低密度校验码的构造

组合设计是构造好的低密度校验码的潜在有力工具,提出了利用差集来构造准循环低密度校验码（QC-LDPC）的新方法。该方法构造的QC-LDPC码,最小环长至少为6,码率的选择也具有很大的灵活性。由于其准循环结构,可以用简单线性移位寄存器完成编码。计算机仿真结果表明该方法构造的QC-LDPC码,在加性高斯白噪声信道中BPSK调制下用和积迭代译码性能很好。     

ITU-T G.hn标准下QC-LDPC码性能分析

在G.hn标准中,电力线通信(PLC)使用准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)作为信道编码。研究QC-LDPC码在电力线噪声环境中的性能。针对G.hn标准没有提供电力线噪声模型这一问题,把电力线脉冲噪声特征参数分布应用到噪声建模,在噪声模型和实测噪声环境中仿真QC-LDPC码性能曲线。通过比较两种情况下QC-LDPC码性能曲线,验证了构建的电力线噪声模型的合理性。仿真结果表明在256 QAM调制下为满足误码率为10-6应选用的码长码率的组合:960&1/2,4320&1/2,4320&2/3。     

大列重低复杂度的QC-LDPC码构造

针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的校验矩阵列重较小,码率等参数不灵活的问题,该文提出了一种具有确定结构的大列重的构造方法。该方法利用指数矩阵元素之间差的关系,构造出的校验矩阵围长为8,具有准循环结构。在此基础上,使其与准双对角结构相结合,构造出的QC-LDPC码围长不会减小,且具有低复杂度可快速编码的双重特性。仿真结果显示在加性高斯白噪声(AWGN)和置信传播(BP)译码算法下,所提方法构造的QC-LDPC码在误码率为10e-6 时,信噪比优于GCD算法构造的QC-LDPC码接近 0.5dB,与随机构造法中经典的渐进边增长(PEG)算法相比,在误码率10e-5 时有0.2dB 的性能提升。     

天基物联多码率QC-LDPC码构造方法研究

针对天基物联场景中的小数据传输进行多码率QC-LDPC码研究,结合5G标准中LDPC码校验矩阵的设计方法与DVB-S2X标准中不同码率条件下编码长度不变的特性,探索适用于卫星通信中针对短码在固定编码长度条件下实现多码率QC-LDPC码的设计方案,并进行仿真验证;其中,校验矩阵是通过基于代数法的QC-LDPC码的叠加构造方法进行设计,结合缩短与扩展操作来构造具有固定编码长度且能实现多码率的循环移位矩阵,该矩阵同时保持了5G LDPC编码标准中的类Raptor结构;最后通过所设计方案与IEEE802.11n标准进行误比特率仿真对比,根据仿真结果显示,所设计方案与IEEE802.11n标准性能相差较小,且误比特率能到10-7,达到了预期的效果。     

可快速编码的大围长QC-LDPC码构造方法

校验矩阵右半部分双对角线上的子矩阵均为单位阵,该确定性单位阵的存在不仅破坏了准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的随机性,使得码字性能有一定的损失。为此,提出一种围长为8、可快速编码的QC-LDPC码构造方法。该方法采用独立行列映射序列(IRCMS)算法、行列循环移位和掩码技术得到一种改进型准双对角结构的校验矩阵,使得所构造的码字不仅围长至少为8,而且可利用校验矩阵直接进行快速编码,可有效降低编码复杂度。仿真结果表明,与基于IRCMS算法构造的规则码相比,所构造的码字不仅具有快速编码特性,而且性能提升0.15 dB左右。与基于渐近边增长算法构造的QC-LDPC码相比,所构造的码字在低编码复杂度的基础上性能与之相近。与可快速编码的改进型DVB-S2码相比,所构造码字有0.1 dB左右的编码增益。     

结构化LDPC码的高速编译码器FPGA实现

提出一种高吞吐量、低复杂度、可扩展的非正则低密度校验(Low density parity check,LDPC)码准并行编码结构及译码结构及其实现方案,该编码结构和译码结构针对不同码长的非正则结构化LDPC码可进行相应扩展.通过对编译码算法,优化编译码结构进行调整,降低了编译码器硬件实现中的关键路径迟延,并采用Xilinx公司的Virtex-4 VLX80 FPGA芯片实现了一个码长10 240,码率1/2的非正则结构化LDPC码编码器和译码器.实现结果表明:该编码器信息吞吐量为1.878 Gb/s,该译码器在采用18次迭代情况下信息吞吐量可迭223 Mb/s.     

一种高效通用的QC-LDPC译码器架构

基于软、硬件结合的方法,本文提出了一种高效通用的QC-LDPC译码器架构。该架构可以对不同码长、码率和校验矩阵结构的规则或非规则QC-LDPC码进行译码,支持Min-Sum近似及其改进译码算法,而且可以实现多种消息传递调度策略。通过将部分复杂的信息更新交由硬件加速器来完成,提高了译码吞吐量。针对QC-LDPC码校验矩阵：仁循环的结构,以块为单位对信息进行存储和处理。该架构还可以实现信息的并行处理,而译码器复杂度只有略微增加。     

码率自由且低误码平台QC-LDPC码的设计

为了提高无线通信系统的纠错能力,本文提出了一种可硬件实现的准循环低密度奇偶校验码的设计方法。这种方法通过改进密度进化算法得到任意码率的好的度分布对,然后采用改进后的PEG算法得到校验母矩阵,接着在置换序列填充校验母矩阵的过程中施加增大围长和ACE约束,使最后得到的QC-LDPC码不仅具有码率自由的优点,并且它的误码平台低。仿真结果表明采用本方法设计的QC-LDPC码与IEEE802.16e中对应码率的QC-LDPC码相比性能更好。     

基于QC-LDPC码的Niederreiter公钥密码体制

提出基于QC-LDPC码构造的Niederreiter公钥密码体制。由于QC-LPDC码的校验矩阵具有稀疏和分块循环的特性,且QC-LPDC码的纠错能力大,与以往基于纠错码构造的公钥密码体制相比,该体制密钥量大大减少,提高了传信率。同时引入对角形式的可逆变换矩阵Q,通过线性变换产生新的校验矩阵,隐藏了码字的校验矩阵,可以抵消矩阵 稀疏易攻击的弱点,增加了体制的安全性。并且通过对现有的攻击方法分析,证明了体制的安全性。     

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。     

高速LDPC码分层译码器设计

设计一种新型准并行LDPC分层译码器,实现对0.5码率,4608码长(3,6)规则准循环LDPC的实时译码.并在Altera公司的Stratix II系列EP2S60器件上完成了布局布线.最高工作频94.47MHz,当最大迭代次数为25次时译码吞吐量可达58.70Mbps.与传统的TPMP译码方案相比,可减少近一半的平均译码迭代次数,而且可以显著降低RAM块的使用数量.整个设计具有很强的扩展性和通用性,只需作事先存储校验矩阵式样及行重信息,即可支持任意码率、规则及非规则码的准循环LDPC译码.     

一种低复杂度的准循环LDPC码构造

基于RU算法校验矩阵的结构,提出一种准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法,即合理选择各子阵,使 和 均为下双对角矩阵,从而实现复杂度为 的编码。仿真结果表明,构造的QC-LDPC码不但编码简单,而且在加性高斯白噪声信道中的纠错性能优于采用随机构造的QC-LDPC和实用化的Block-LDPC码。在误比特率为10-6时,可获得0.3 dB的信噪比增益。     

基于QC-LDPC-Chebyshev混沌序列优选的CDL抗干扰研究

为实现干扰条件下低信噪比的通用数据链信息可靠传输,提出了一种基于QC-LDPC和CDSSS的通用数据链协同抗干扰方案;该方案在提出单位阵取反变换的直积构造方法来生成校验矩阵的基础上,采用LU分解方案完成了QC-LDPC的编码,使用Min-Sum算法完成译码;在直序扩频系统中分析了Chebyshev混沌映射序列性能和优选方法,采用优选的混沌扩频序列提高抗干扰能力;最后通过不同干扰条件的仿真验证了方案的有效性,结果表明,协同方案比相同条件下的Mackay码字性能更优。     

基于低截获率的CDL信息传输方案

为实现通用数据链低截获率的信息传输目标,在分析比较了三种混沌扩频序列映射的基础上,提出了一种结合信道编码和混沌扩频序列的通用数据链低截获率方案。信道编码部分,使用边逐步增加算法生成校验矩阵,采用近似下三角算法完成了QC-LDPC的编码;扩频序列部分,完成了三种混沌扩频序列的理论分析,仿真比较了Bernoulli、改进型Logistic、Tent三种映射的混沌扩频序列性能;最后仿真验证了方案的正确性。     

NBJ抑制的QC-LDPC协同混沌DSSS方案

为改善低信噪比窄带干扰条件下的信息传输性能,在现阶段宽带数据链的基础上,提出了一种结合QC-LDPC和混沌DSSS的协同窄带干扰抑制方案。该方案在提出单位阵取反变换的直积构造方法来生成校验矩阵的基础上,采用Moore-Penrose逆--满秩分解方法完成了QC-LDPC的编码;针对直序扩频系统,在分析了改进型Logistic映射序列性能的基础上,使用混沌扩频序列提高抗干扰能力。仿真验证了该方案的有效性,结果表明：在JSR为20 dB时,与现阶段传输标准相比,该方案可以获得8.2 dB的信噪比增益。