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.     

光通信中一种准循环非二进制LDPC码的新颖构造方法

在对目前普遍采用的非二进制低密度奇偶校验(NB-LDPC)码校验矩阵的准循环构造方法进行深入研究的基础上,提出了一种基于有限域的NB-LDPC码的立体构造方法,在构建基于有限域的基础矩阵后,运用立体扩展的方式构成循环子矩阵,最终构造出具备准循环特性的非二进制校验矩阵。通过对采用立体构造法构造的NB-LDPC码的性能仿真发现,与基于GF(29)的RS(511,305)相比,本文构造的NB-LDPC码在误比特率(BER)为10-7时可以增加3.3dB的净编码增益(NCG);在BER为10-6时,本文构造的LDPC码与采用传统准循环方式构造的二进制LDPC码、随机构造的二进制LDPC码、基于有限域构造的32进制准循环LDPC码和基于欧式几何构造的64进制的循环LDPC码比较,分别多获得了0.56、0.56、0.03和0.83dB的NCG。通过对本文构造的NB-LDPC码性能仿真发现,这类具有高度结构化的NB-LDPC码不仅具备准循环特性,有利于硬件实现,同时在中短码长情况时展现出较好的纠错性能。     

光通信中一种准循环非二进制LDPC码的新颖构造方法

在对目前普遍采用的非二进制低密度奇偶校验(NB -LDPC)码校验矩阵的准循环构造方法进行深入研究的基础上,提出了一种基于有限域的NB -LDPC码的立体构造方法,在构建基于有限域的基础矩阵后,运用立体扩展的方式构成循环 子矩阵,最终构造出具备准循环特性的非二进制校验矩阵。 通过对采用立体构造法构造的NB-LDPC码的性能仿真发现,与基于GF(2⁹)的 RS(511,5)相比,本文 构造的NB-LDPC码在误比特率(BER)为10－7时可 以增加3.3 dB的净编码增益(NCG);在BER为 10－6时,本文构造的LDPC码与采用传统准循环方式构造的二 进制LDPC码、随机构造 的二进制LDPC码、基于有限域构造的32进制准循环LDPC码和基于欧式 几何构造的64进制的循 环LDPC码比较,分别多获得了0.56、0.56、0.03dB的NCG。通过对本文 构造的NB-LDPC码性能仿真发现,这类具有高度结构化的NB-LDPC码不仅具备 准循环特性,有利于硬件实现,同时在中短码长情况时展现出较好的纠错性能。     

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PEG算法的准循环LDPC码构造方法研究

PEG算法,即逐步边增长算法,是一种基于Tanner图构造LDPC码的方法,研究表明该方法构造的LDPC码具有优 异的纠错性能.在PEG算法的基础上,本文提出了一种准循环LDPC码的构造方法.仿真结果表明,所提出的方法构造的LDPC码与用原始PEG算法构造的随机LDPC码具有几乎相同的优异性能,而且由于准循环特性,用本文提出的方法编译码更简单,可以通过反馈移位寄存器来实现.此外,码率更易于调整.     

基于欧氏几何的LDPC码构造方法

基于有限几何的低密度奇偶校验码(LDPC)是一种极具实用价值的码型。首先介绍了LD-PC码的原理和基本的构造方法,然后介绍了欧氏有限几何的概念,提出了一种构造欧氏有限几何LDPC码的方法,最后提出了对EG码字的改进方法。     

一种优化Girth分布的准循环LDPC码设计方法研究

在准循环LDPC码的构造中,校验矩阵拥有尽可能好的girth分布对于改善码的性能有着重要的意义。该文提出了构造准循环LDPC码的GirthOpt-DE算法,优化设计以获得具有好girth分布的移位参数矩阵为目标。仿真结果表明,该文方法得到的准循环LDPC码在BER性能和最小距离上均要优于固定生成函数的准循环LDPC码,Arrary码和Tanner码,并且使用上更为灵活,可以指定码长,码率及尽可能好的girth分布。     

一种基于QCE-PEG的LDPC码构造方法

为提高LDPC码的实用性,该文提出了一种QCE-PEG校验矩阵构造方法,给出了实现具体步骤和设计实例。该算法将构造过程分解,结合准循环扩展技术和渐进边增长构造方法的优点,既能满足度分布对的需要,又保证了平均围长尽可能大的要求,提高了LDPC编码的速度和性能。仿真结果表明：用该方法设计的中短长度非正则LDPC码,其性能优于渐进边增长方法构造的PEG码,且设计简单,编码快速,便于工程实现,具有良好的应用前景。     

LDPC码的一种循环差集构造方法

提出了一种由组合数学中的循环差集构造LDPC码的新方法,它能产生大量的列重和行重均为恒定值的规则码,并且可以排除圈长为4的圈和减少圈长等于6的圈。利用和积译码算法通过计算机仿真验证了这种码字具有优良的特性。     

一种基于循环移位矩阵的LDPC码构造方法

具有准循环结构的低密度奇偶校验码(QC-LDPC Codes)是目前被广泛采用的一类LDPC码。本文提出了一种结合PEG算法构造基于循环移位矩阵的QC-LDPC码的方法。该方法首先将QC-LDPC码传统的基于比特的二分图简化为基于Block的二分图,然后在该图中采用PEG算法遵循的环路最大原则确定每一个循环移位矩阵的位置,最后根据QC-LDPC码的环路特性为每一个循环移位矩阵挑选循环移位偏移量。利用该算法,本文构造了长度从1008bit到8064bit,码率从1/2到7/8各种参数的LDPC码。仿真结果表明,本文构造的LDPC码性能优于目前采用有限几何、两个信息符号的RS码、组合数学等常用的代数方法构造的QC-LDPC码。     

一种基于BIBD的量子LDPC码构造新方法

利用均衡不完全区组设计(Balance Imcomplete Block Designs,BIBD)的半结构化低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码设计方法,该文提出了一种获得自对偶CSS(Calderbank-Shor-Steane)式的量子LDPC码的校验矩阵的新构造方法。由于构造出的量子码校验矩阵稀疏,有且仅有一个4环(girth 4),在置信传播迭代译码算法下可获得良好的性能。数值计算结果表明,对于该构造方法得到的GF(6t+1)和GF(12t+1)量子LDPC码,比基于BIBD的其他构造方法所得到的量子码的码长更长、量子校验矩阵更加稀疏、性能也更加优越。     

基于素域构造的准循环低密度校验码

该文提出一种基于素域构造准循环低密度校验码的方法。该方法是Lan等所提出基于有限域构造准循环低密度校验码的方法在素域上的推广,给出了一类更广泛的基于素域构造的准循环低密度校验码。通过仿真结果证实：所构造的这一类准循环低密度校验码在高斯白噪声信道上采用迭代译码时具有优良的纠错性能。     

一种高性能全分集LDPC码的构造方法

块衰落信道上全分集LDPC的构造与性能分析成为近期研究的热点。ML译码算法下全分集LDPC码可以通过设计列满秩的校验子矩阵来实现。然而,基于ML准则的全分集码字,采用迭代译码算法时,不能保证全分集。因此,该文通过设计特定结构的校验矩阵,实现了在迭代译码算法下能取得全分集的LDPC码,分析了其密度演化过程。 在此基础上,进一步研究了全分集LDPC码字结构与性能的关系,提出了提高全分集LDPC码编码增益的方法。仿真结果表明,该文构造的LDPC码不仅能够取得全分集,并且具有较高的编码增益。     

基于LDPC码的数字喷泉编码

数字喷泉是近年发展起来的一类基于删除信道、面向数据分组的前向纠错编码技术,在广播类传输中具有明显的效率优势.该文提出了一种基于LDPC码的数字喷泉编解码方案,仿真结果表明,与已有的同类数字喷泉编解码算法相比,基于LDPC码的数字喷泉编解码算法具有更好的纠错性能和较低的编解码复杂度.     

两种降低复杂度的符号翻转多元LDPC译码算法

该文提出两种低复杂度的基于符号翻转的多元低密度奇偶校验码(LDPC)译码算法：改进型多元加权译码算法(Iwtd-AlgB)和基于截断型预测机制的符号翻转(TD-SFDP)算法。Iwtd-AlgB算法利用外信息频率和距离系数的简单求和取代了迭代过程中的乘性运算操作;TD-SFDP算法结合外信息频率和翻转函数特性,对译码节点和有限域符号进行截断与划分,使得只有满足条件的节点和符号参与运算与翻转预测。仿真和数值结果显示,该文提出的两种算法在性能损失可控的前提下,可减少每次迭代的运算操作数,实现性能和复杂度之间的折中。     

动态自适应低密度奇偶校验码译码器的FPGA实现

在复杂深空通信环境中,自适应能力的强弱对低密度奇偶校验(LDPC)码译码器能否保持长期稳定工作具有重要影响。该文通过对DVB-S2标准LDPC码译码器各功能模块的IP化设计,将动态自适应理论参数化映射到各功能模块中,实现动态自适应LDPC码译码器的设计。基于Stratix IV系列FPGA的验证结果表明,动态自适应LDPC译码器可以满足不同码率码长及不同性能需求下的译码。同时,单译码通道可以保证译码数据信息吞吐率达到40.9~71.7 Mbps。     

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。     

Performance of LDPC coded FMT systems over frequency selective fading channel

This paper proposes the Low Density Parity Check （LDPC） coded Filtered MultiTone （FMT） systems with high-order modulation for the high data rate reliable transmission over frequency selective fading channel. For the purpose of accomplishing soft input soft output iterative decoding of LDPC codes, a new soft decision metric generation method is proposed, which obviates the need of the noise variance estimation, for M-PSK/M-QAM-type high-order modulation over frequency selective fading channel. Computer simulation indicates that, there is no performance loss with our new metric, but the complexity of implementation is reduced, and that the LDPC codes are effective to improve the Bit Error Rate （BER） of FMT in frequency selective fading channel.     

一种交叠的Shuffled-BP LDPC译码算法

Shuffled-BP(SBP)译码算法是一种基于变量节点的串行消息传递译码算法,其收敛速度快于原有的置信度传播译码算法,然而由于实际工程实现中的半并行化处理,其收敛速度和误码性能均有所降低。为了进一步提高SBP算法的性能,该文提出一种交叠的Shuffled-BP(Overlapped Shuffled-BP, OSBP)译码算法。该算法采用若干个相同的子译码器以不同的更新顺序同时进行更新,对于每个变量节点,在每次迭代更新后选取最可靠的信息参与下一次迭代,以此提高迭代的收敛速度。理论分析和仿真实验均表明,在不增加额外存储空间的条件下,OSBP算法相比于SBP算法有着更优的误码性能以及更快的收敛速度。此外,提出的OSBP算法对于规则和不规则LDPC码均有效。     

A CLASS OF LDPC CODE’S CONSTRUCTION BASED ON AN ITERATIVE RANDOM METHOD

This letter gives a random construction for Low Density Parity Check （LDPC） codes, which uses an iterative algorithm to avoid short cycles in the Tanner graph. The construction method has great flexible choice in LDPC code＇s parameters including codelength, code rate, the least girth of the graph, the weight of column and row in the parity check matrix. The method can be applied to the irregular LDPC codes and strict regular LDPC codes. Systemic codes have many applications in digital communication, so this letter proposes a construction of the generator matrix of systemic LDPC codes from the parity check matrix. Simulations show that the method performs well with iterative decoding.