CRC辅助PC-polar码的新颖编码算法

针对奇偶校验极化(parity-check polar,PC-polar)码中奇偶校验码检错效率低而导致纠错性能不佳的问题,提出了一种循环冗余校验码辅助PC-polar码的新颖编码算法。用奇偶校验(PC)比特和高汉明权重的冻结比特替换低汉明权重的信息比特来优化极化码的距离谱,并结合5位循环位移寄存器优化PC码的校验函数,再在PC-polar码中加入检错效率较高的循环冗余校验(CRC)码,最后通过控制变量法确定了2种校验码的数量。仿真结果表明,该算法构造的CRC-PC-polar(CRC8,PC6)码在误块率(BLER)为10^(-5)时,与PC-polar码、CRC-polar码和segmented-CRC-polar码相比分别有0.4 dB、0.1 dB、0.2 dB的净编码增益。由此可知,提出的算法能够改善PC-polar码的纠错性能。

基于Stanley序列的QC-LDPC码新颖构造方法

针对准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low-density parity-check,QC-LDPC)码的短环结构会严重影响码字纠错性能的问题,基于Stanley序列(Stanley sequence,SS)提出一种围长至少为8的QC-LDPC码新颖构造方法。从Stanley序列中选取某些特定元素构成一个呈递增关系的集合,利用穷举算法搜索出满足无环4和环6条件的元素得到另一个递增集合,构造相应的指数矩阵,得到其奇偶校验矩阵。仿真结果表明,在误码率(bit error rate,BER)为10-6时,所构造的SS-QC-LDPC码与同码率码长的其他QC-LDPC码码型相比,其净编码增益均有一定提升,因而其纠错性能较好,且无错误平层现象。此外,该构造方法的计算复杂度较低。

基于原模图的8环QC-LDPC码构造方法

针对当前准循环低密度奇偶校验(Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check,QC-LDPC)码存在短环及纠错性能不够好的问题,基于原模图提出一种新颖的QC-LDPC码构造方法。该方法选择码长码率可灵活调整的原模图作为基矩阵,再结合具有特殊性质的卢卡斯数列和等差数列,通过原模图的低译码门限和数列的特殊性质,构造校验矩阵环长至少为8,且所需存储空间少,易于硬件实现。仿真结果表明:该方法构造的PLA-QC-LDPC(2400,1200)码与同等码长码率中基于卢卡斯数列和最大公约数序列的可快速编码的非规则LG-QC-LDPC码、基于素数和乘法表构造的PM-QC-LDPC码以及基于原模图和消除基本陷阱集的非规则PL-QC-LDPC码相比,净编码增益均有一定程度的提高。

光通信系统中一种新颖LDPC码构造方法的研究

基于SCG(4,k)码的构造方法提出了一种改进的新颖低密度奇偶校验(LDPC)码构造方法,该方法比改进前的SCG(4,k)码构造方法在硬件实现方面具有节省存储空间和降低计算复杂度的优点。采用该方法构造了冗余度为5.42%的LDPC(5929,5624)码,仿真分析表明,该码型比已广泛用于光通信系统中的经典RS(255,239)码具有更好的纠错性能与较低的译码复杂度。

光通信系统中交织型级联码性能的研究

对光通信系统中单级型级联码和交织型级联码的纠错性能进行理论研究与仿真分析后表明:交织型级联码的纠错性能与单级型级联码基本相当,与经典的RS(255,239)码型相比,其净编码增益(NCG)大得多,纠错性能有很大的提升;交织型级联码的冗余度比单级型级联码要低得多,并且还具有比单级型级联码更强的纠突发差错能力。因而交织型级联码更适合光通信系统的实际应用要求。

基于卢卡斯数列的大围长QC-LDPC码构造方法

提出一种基于卢卡斯数列构造围长至少为8的规则(j,k)卢卡斯QC-LDPC(L-QC-LDPC)码的方法。该方法构造的码字围长较大,能够有效地消除短环。循环置换子矩阵维数p值的下界允许连续取值,且在硬件实现方面可节省存储空间,进而降低硬件实现成本以及复杂度。仿真结果表明,在码率为1/2、码长为1 302和误码率为10?6时,L-QC-LDPC码与OCS-LDPC码相比,净编码增益(NCG)提高了约2 d B,比确定性码的NCG提高了约0.8 d B;与二次函数相比,性能略优于二次函数LDPC(QF-LDPC)码,有约0.1 d B NCG的改善。同时,在相同码率、相近码长和误码率为10^(-6)时,L-QC-LDPC码与基于有限域的循环子集构造的QC-LDPC码相比,提高了约0.5 d B的净编码增益。

利用完备差集构造QC-LDPC码

针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码中循环置换矩阵的移位次数的确定问题,提出了一种利用组合设计中完备差集(PDF)构造QC-LDPC码的新颖方法。当循环置换矩阵的维度大于一定值时,该方法所构造的规则QC-LDPC码围长至少为6,具有灵活选择码长和码率的优点,且所需的存储空间更少,降低了硬件实现的复杂度。仿真结果表明:在误码率为10-5时,所构造的码率为3/4的PDF-QC-LDPC(3136,2352)与基于最大公约数(GCD)构造的GCD-QC-LDPC(3136,2352)码和基于循环差集(CDF)构造的CDF-QC-LDPC(3136,2352)码相比,其净编码增益(NCG)分别有0.41 d B和0.32 d B的提升;且在码率为4/5时,所构造的PDF-QC-LDPC(4880,3584)码比GCD-QC-LDPC(4880,3584)码和CDF-QC-LDPC(4880,3584)码的NCG分别改善了0.21 d B和0.13 d B。

光通信系统中一种新颖的级联码型

基于级联码对光通信系统中级联码特性和ITU-T G.975.1中两种超强前向纠错(SFEC)码型进行分析和研究后,提出了一种新颖的RS(255,239)+BCH(1023,963)级联码型。仿真表明,该码型与ITU-T G.975.1中RS(255,239)+CSOC(k0/n0=6/7,J=8)码相比较,具有更低的冗余度和更好的纠错性能,并且在经过三次迭代且误码率(BER)为10-12时其净编码增益(NCG)比ITU-T G.975.1中RS(255,239)+CSOC(k0/n0=6/7,J=8)码和BCH(3860,3824)+BCH(2040,1930)码要分别大0.60dB和0.57dB。因而,它更适用于超长距离、超大容量和超高速的光通信系统中,并可以作为SFEC码的一种候选码型。

一种光通信中基于LDPC码的新颖级联码

基于SCG(4,k)码的构造方法对SCG-LDPC码进行优化改进,构造一种适用于光通信系统的新颖LDPC(3969,3720)码,通过增大其码长,构造码率为95.1%的新颖SCG-LDPC(6561,6240)码,使其码率更符合光通信系统的高码率要求。并用SCG-LDPC(6561,6240)码与码率为94.5%的BCH(127,120)码进行级联,构造出一种新颖的BCH(127,120)+LDPC(6561,6240)级联码。仿真分析表明:在误码率为10-7时,新构造的BCH(127,120)+LDPC(6561,6240)级联码的净编码增益比已广泛应用于光通信系统的经典RS(255,239)码和SCG-LDPC(6561,6240)码分别提高了2.27dB和0.49dB。因而该级联码更适合于光通信系统。

一种新Super-FEC码型的设计与仿真研究

提出光通信系统中一种基于分组Turbo码(BTC)的新颖超强前向纠错(Super-FEC)码型即:BCH(64,57)×BCH(64,57)BTC码型。仿真表明在BER=10-12时,迭代六次的该BTC码与ITU-TG.975.1中迭代三次的RS(255,239)+CSOC(k0/n0=6/7,J=8)相比,其净编码增益要相应增加0.34dB。分析表明该BTC码具有分量码短、编/译码速度快的特点,不仅减小了软/硬件实现的复杂度,而且减小了编/译码带来的时延。因而该新BTC码可用于超高速、超大容量和超长距离的光通信系统中。最后还探讨了该BTC码的设计与实现。

光传输系统中的新颖超强FEC级联码

基于级联码对光传输系统中级联码特性和ITU-T G.975.1中2种超强前向纠错(Super-FEC)码型进行分析后,提出了光传输系统中FEC码型的主要构造方法并构造了一种适用于光传输系统中的新颖RS(255,239)+BCH(2 040,1 930)级联码.仿真结果表明,该级联码与ITU-T G.975.1中RS(255,239)+CSOC(k0/n0=6/7,J=8)码相比较,具有更低的冗余度和更好的纠错性能,并在经过3次迭代、误码率为10-12时其净编码增益(NCG)比ITU-T G.975.1中BCH(3 860,3 824)+BCH(2 040,1 930)码和RS(255,239)+CSOC(k0/n0=6/7,J=8)码要分别大0.45 dB和0.48 dB,且比RS(255,239)大2.81 dB,更适用于光传输系统.

基于Fibonacci数列对QC-LDPC码的一种新颖构造方法

基于斐波那契数列(Fibonacci sequence,FS)提出了一种准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic lowdensity parity-check,QC-LDPC)码的新颖构造方法,该构造方法能避免四环的产生,具有较好的纠错性能,可通过改变参数值进而改变码长和码率。仿真结果表明:当误码率(bit error rate,BER)为10-6时,利用该构造方法所构造的QC-LDPC(6200,3103)码的净编码增益(net coding gain,NCG)比同码率的基于大衍数列(Dayan sequence,DS)构造的QC-LDPC(6204,3105)码以及基于等差数列(arithmetic progression sequence,APS)构造的QC-LDPC(6200,3103)码的NCG分别提高了0.3d B和1.4d B。

基于Hoey序列的QC-LDPC码构造方法

基于Hoey序列提出了一种列重为3,并环长至少为8的准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low-density parity-check,QC-LDPC)码的新颖构造方法,该构造方法能避免短环的产生,有较好的纠错性能,可通过改变参数值进而改变码长和码率。对提出的构造方法进行了环长至少为8的证明,用Matlab搭建了通信系统的仿真模型,并在此模型基础上对基于该构造方法构造的QC-LDPC(900,452)码进行了仿真分析,仿真平台是在高斯白噪声(additive white Gaussian noise,AWGN)信道下,调制方式为二进制相移键控(binary phase shift keying,BPSK)调制,译码算法为和积算法(sum product algorithm,SPA)。仿真结果表明,当误码率(bit error rate,BER)相同时,利用该构造方法所构造的QC-LDPC(900,452)码的净编码增益(net coding gain,NCG)比基于等差数列(arithmetic progression sequence,APS)构造的QC-LDPC(896,452)码以及基于最大公约数(greatest common divisor,GCD)构造的QC-LDPC(900,453)码的NCG都提高了,且所有码的码率均为0.5。

光通信系统中基于BIBD对QC-LDPC码的研究

基于平衡不完全区组设计(BIBD),深入分析与研究了准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的一种新颖构造方法,并通过该构造方法构造了3种同码率不同码长的QC-LDPC码,通过对这3种QC-LDPC码的仿真分析表明,同码率下,码长越长性能越好。同时在BER=10-6时码率均为93.7%的情况下,所构造的BIBD-QC-LDPC(5392,5056)码的净编码增益(NCG)比已广泛应用于光通信系统中的经典RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中的LDPC(32640,30592)码分别提高了约2.13dB和1.41dB。因而其纠错性能更强,更适用于高速长距离光通信系统。该新颖构造方法简单灵活且编译码更容易实现。

光通信中基于SCG(4,k)码的一类改进LDPC码构造方法

针对SCG(4,k)码构造方法的分析与研究,提出一种适用于光通信系统中改进的新颖低密度奇偶校验(LDPC)码构造方法。该方法在保留SCG(4,k)构造方法的基础上,采用类似于准循环的构造形式,使生成的码字不受短环干扰,并具有良好的围长特性;并且与改进前的SCG(4,k)码相比,该构造方法具有硬件实现方面节省存储空间和降低计算复杂度等优点。采用该方法构造了码率为93.7%的LDPC(3969,3720)码。仿真结果表明:这种码的净编码增益(NCG)比广泛用于光通信系统中的经典RS(255,239)码提高了1.99dB。

AWGN信道下LDPC码的译码算法研究

在高斯白噪声(AWGN)信道情况下,针对LDPC码的译码算法进行深入分析后,对适用于低密度奇偶校验(LDPC)码的硬判决译码算法与软判决译码算法进行了仿真与对比分析,并通过引入乘性校正因子以降低软判决算法中对数域置信传播(LLR-BP)算法的变量消息相关性。仿真分析表明改进后的LLR-BP算法与原算法相比,在几乎不增加计算复杂度的情况下,其译码纠错性能得到了明显的改善。因而改进后的LLR-BP算法具有明显的优越性。

基于等差数列与原模图的QC-LDPC码构造方法

针对准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low-density parity-check, QC-LDPC)码循环置换矩阵的移位次数确定问题,提出一种基于等差数列与原模图(arithmetic progression and protograph, APP)构造QC-LDPC码的新方法。该方法通过特殊等差算法得出等差数列,原模图结合该等差数列得到待扩展的基矩阵。该方法所构造的QC-LDPC码可灵活地选择码长和码率,而且其校验矩阵的围长至少为8。使用Matlab搭建了通信系统仿真模型,并在此模型基础上基于该构造方法构造的APP-QC-LDPC(4000,2000)码进行了模拟仿真。仿真结果表明,在相同条件下,当误比特率(bit error rate, BER)为10 -6 时,所构造码率为0.5的APP-QC-LDPC(4000,2000)码相对于基于渐进边增长(progressive edge growth, PEG)算法构造的PEG-QC-LDPC(4000,2000)码、基于等差数列(arithmetic progression, AP)算法构造的AP-QC-LDPC(4000,2000)、基于修饰(masking, M)技术所构造的M-QC-LDPC(4000,2000)码和基于最大公约数(greatest common divisor, GCD)算法所构造的GCD-QC-LDPC(4000,2000)码分别能改善约0.46,0.55,0.9和1.06 dB的净编码增益(net coding gain, NCG),具有较好的纠错性能。

光通信系统中前向纠错码的一种改进方案

对现有的前向纠错(FEC)编码技术提议了一种基于交织连续型级联码的改进方案。仿真结果分析表明:具有交织的连续型级联码RS(255,239)+RS(255,239)和RS(255,239)+RS(255,223)是两种纠错性能优良、冗余度适中、易于实现的码型,在误码率为10-12时,它们的净编码增益(NCG)比RS(255,239)码分别大2dB～3dB,因而它们更适用于高速长距离光通信系统。最后,探讨了该新型级联码的帧结构安排,为其硬件的设计打下了一个坚实的基础。

基于Fibonacci-Lucas序列构造大围长QC-LDPC码的方法

基于斐波那契-卢卡斯序列并结合三角旋转法提出一种围长至少为8的斐波那契-卢卡斯准循环低密度奇偶校验(fibonacci-lucas quasi-cyclic low-density parity-check,F-L-QC-LDPC)码的构造方法。该方法所构造的F-LQC-LDPC码不存在四环和六环,计算复杂度低,硬件实现简单且节省硬件存储空间,具有优秀的纠错性能。仿真结果表明,当误码率(bit error rate,BER)为10-6时,该方法所构造的码长为2 700且码率为0.5的码型,相较于基于Fibonacci数列并结合三角旋转法构造的同码长码率的QC-LDPC(2 700,1 352)码,净编码增益(net coding gain,NCG)提高了约1.0 d B,相较于基于卢卡斯数列大围长构造方法构造的QC-LDPC(2 700,1 353)码,NCG提高了约1.6 d B。且同样条件下,该方法构造的码长为2 580且码率为0.5的码型与基于等差数列构造的QC-LDPC(2 580,1 292)码相比,NCG提高了约1.0 d B。

光通信中一种基于有限域的QC-LDPC码构造方法分析

针对光通信系统日益发展的需要,提出了一种的基于有限域准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法。该构造方法简单易行,可以有效避免四环的出现,具有良好的围长特性,同时能够自由地选择码长码率。仿真分析表明:通过该构造方法所构造的码率为93.7%的QC-LDPC(3780,3540)码的纠错性能优于利用随机构造方法所构造的SCG-LDPC(3969,3720)码和已广泛用于ITU-T G.975中的RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中的LDPC(32640,30592)码,因而其更适合于光通信系统。